Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Полупроводниковые материалы




Вводная часть

Организационная часть занятия (2мин.).

Занятие 1. Полупроводниковые материалы, и их применение, диоды их свойства и применение

Изучаемые вопросы:

1. Организационная часть занятия (2 мин.).

2. Полупроводниковые материалы(15 мин.).

3. Р-n переход(10мин.).

4.Полупроводниковые диоды (15 мин.)

5. Заключительная часть занятия (3 мин.).

1. проверить количество курсантов;

2. довести краткие сведения о полупроводниковых материалах и приборах, их применении в современной технике.

Полупроводниковые приборы (диоды и транзисторы) благодаря малым габаритам и массе, незначительному потреблению электроэнергии, высокой надёжности и долговечности широко применяются в различной радиоэлектронной аппаратуре. В настоящее время почти вся бытовая радиоэлектронная техника, включая телевизоры, приёмники, магнитофоны и др., работает на полупроводниковых приборах и микросхемах. Применение полупроводниковых приборов в электронных вычислительных машинах позволило решить проблему достижения высоких эксплуатационных параметров ЭВМ при обеспечении требуемой надёжности.

Начало активной разработки полупроводниковых приборов относится к 40-м годам прошлого столетия, когда впервые при экспериментальных исследованиях точечных диодов были обнаружены усилительные свойства некоторых полупроводниковых конструкций. Дальнейшее исследования позволили выяснить электрофизические процессы происходящие при этом и использовать их в технике.

Для уяснения принципа работы полупроводниковых приборов рассмотрим основные электрофизические явления в полупроводниковых материалах.

В зависимости от проводимости все вещества делятся на: проводники (металлы), диэлектрики (непроводники), и полупроводники. Электрические свойства твердых тел определяется расположение электронных уровней.

Электроны в атоме обладают различной энергией. Набор всевозможных значений электронов данного атома представляют с помощью схемы (диаграммы энергетических уровней). В молекулах следствии взаимодействия между атомами отдельные энергетические уровни расщепляются, в кристаллах взаимодействие настолько сильное, что уровни вырождаются в зоны. Области между зонами соответствуют значениям энергии которыми электроны обладать не могут, и называются запрещенными зонами.

Любая разрешенная энергетическая зона состоит из большого числа близкорасположенных энергетических уровней, на каждом из которых может находиться по два электрона с противоположными спинами. В энергетических зонах с полностью занятыми уровнями электроны не могут свободно перемещаться, создавая проводимость. Последняя из заполненных энергетических зон называется валентной.

Электрическая проводимость обусловлена свободно движущимися электронами. Их энергетические уровни располагаются выше в незаполненной разрешенной зоне, которая называется зоной проводимости.

Различие между проводниками полупроводниками и диэлектриками объясняется шириной запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости. Ширина запрещенной зоны может быть так же равна нулю. В этом случае валентная зона и зона проводимости перекрываются.

В металлах имеется очень много свободных электронов. На каждые 1-10 атомов приходится один свободный электрон, который может свободно перемещаться между атомами. Совокупность свободных электронов называется электронным газом. Приложенное к проводнику напряжение создает электрическое поле, под действием которого возникает направленное движение электронов.

При 0 К полупроводники не содержат свободных электронов и поэтому представляют собой диэлектрики. Однако в отличие от диэлектриков у полупроводников при повышении температуры возникает проводимость. Техническое применение это свойство полупроводников находит в термисторах и сопротивлениях с отрицательным температурным коэффициентом.

В чистом полупроводнике, проводимость которого обусловлена тепловым возбуждением, одинаковое число электронов и пустых мест (дырок) движется в противоположных направлениях, проводимость возрастает с повышением температуры.

Проводимость полупроводника можно увеличить добавлением атомов других элементов (легированием). При введении в решетку полупроводника примесей возникает примесная проводимость. Например при легировании четырехвалентного германия пятивалентным мышьяком (или сурьмой, фосфором) в месте нахождения атома примеси появляется лишний свободный электрон. Один атом примеси приходится на 105 – 106 атомов решетки полупроводника. Примеси приводящие к появлению свободных электронов называются донорными. При этом происходит увеличение свободных электронов примерно в 103, электроны в данном случае являются основными носителями, а сам полупроводник с электронной проводимостью или n-типа.

Проводимость проводника можно увеличить легируя его элементами с меньшей валентностью. При введении в решетку четырехвалентного германия трехвалентного индия (либо бора, галлия), то в месте введения атома примеси возникает лишняя дырка, такие примеси уменьшают количество свободных электронов, и их называют акцепторными. Такой полупроводник называется дырочным полупроводником, или полупроводником р-типа.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 596; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.