Заключение

В настоящем учебном пособии авторами рассмотрены основные физические процессы, положенные в основу принципа действия большинства электронных приборов. Кратко, но в необходимом для понимания дальнейшего материала объеме изложены базовые положения квантовой механики и зонной теории твердого тела.

Основное внимание уделено электропроводности полупроводниковых материалов, процессам образования свободных носителей заряда в полупроводниках и контактным явлениям в контактах различной структуры. Рассмотрена методика расчета концентраций носителей заряда в собственных и примесных полупроводниках и положения уровня Ферми.

Кроме того, учебное пособие дает представление об основных видах пробоя в полупроводниках, поверхностных явлениях, кинетических и термодинамических явлениях. Кратко рассматриваются основы фотопроводимости полупроводников.

Библиографический список

1. Пасынков В.В. Полупроводниковые приборы / В.В. Пасынков Л.К. Чиркин – СПб. : Лань, 2002.

2. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника /

К.С. Петров – СПб. : Питер, 2006.

3. Старосельский В.И. Физика полупроводниковых приборов микроэлектроники / В.И. Старосельский – М. : ЮРАЙТ, Высшее образование, 2009.

4. Толмачев В.В. Физические основы электроники / В.В. Толмачев,

Ф.В. Скрипник – М. – Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009.

5. Шалимова К.В. Физика полупроводников / К.В. Шалимова – М. : Лань, 2010.

Оглавление

Введение 3

1.Физические основы строения материалов 4

1.1. Квантово-механическая теория строения атома 4

1.2. Волновое уравнение электронов 10

1.3. Электронная конфигурация атомов 12

2. Строение твердого тела 16

2.1. Химическая связь в молекулах 16

2.2. Агрегатные состояния вещества 18

2.3. Строение твердых тел. Кристаллическая решетка 19

2.4. Дефекты кристаллических решеток твердых тел 23

2.5. Химические связи в кристаллах 24

2.6. Электронные состояния твердых тел 26

2.7. Металлы, диэлектрики, полупроводники 28

с точки зрения зонной теории 28

3. Электропроводность полупроводников 31

3.1. Собственные полупроводники 31

3.2. Статистика свободных носителей заряда 34

3.3. Эффективная масса электрона 36

3.4. Концентрация свободных носителей и положение уровня Ферми в собственном полупроводнике 37

3.5. Примесные полупроводники 39

3.6. Рекомбинация носителей заряда 43

3.7. Концентрация свободных носителей заряда в примесном полупроводнике 46

3.8. Связь между концентрациями носителей заряда в примесном и собственном полупроводниках (закон действующих масс) 50

3.9. Электрический ток в полупроводниках 50

3.10. Физические основы анализа полупроводниковых приборов 52

4. Контактные явления в полупроводниках 56

4.1. Неоднородный полупроводник одного типа 56

электропроводности 56

4.2. Электронно-дырочный переход в условиях равновесия 59

4.3. Энергетическая диаграмма р-n перехода в условиях равновесия 64

65

4.4. Расчет концентраций носителей заряда 65

в электронно-дырочном переходе 65

4.5. Электронно-дырочный переход под воздействием 67

внешнего напряжения 67

4.6. Толщина р-n перехода 71

4.7. Методика определения параметров р-п перехода 74

4.8. Вольт-амперная характеристика электронно-дырочного перехода 80

4.9. Генерация и рекомбинация в электронно-дырочных переходах 83

4.10. Емкости p-n перехода 85

4.11. Контакт между полупроводниками с одним типом электропроводности 89

4.12. Работа выхода 90

4.13. Контакт металл – полупроводник 91

4.14. Влияние состояния поверхности на характеристики электронно-дырочного перехода 94

4.15. Гетеропереходы 103