Моделі структур напівпровідників

СУЧАСНИЙ СТАН ЕЛЕКТРОНІКИ

Концептуальна діаграма розвітку електроніки

Для сучасної електроніки характерний широке використання ІС. З одного боку, це пов'язано з їх застосуванням в радіоелектронних пристроях, з іншою - розробка і вдосконалення ІС зажадали інтенсифікації робіт у області фізичної електроніки.

Поза сумнівом, було б ризикованим передбачати наперед шлях розвитку якої-небудь науки. Стосовно електроніки зробити це особливо важко із-за стрімкого її розвитку. Проте можна з упевненістю сказати, що будь-які нові напрями в електроніці неодмінно будуть пов'язані з технологією виготовлення ІС.

Терміном «модель» прийнято позначати деяку сукупність ідей і уявлень, певну математичну форму. З одного боку, опис за допомогою моделей дозволяє логічно пояснити фізичні явища і їх властивості, з другий—в деяких особливих випадках модель дозволяє відкривати нові, раніше не відомі факти. Таке загальне визначення цього терміну. Надалі на конкретних прикладах ми вноситимемо необхідні доповнення і уточнення.

У справжньому розділі обговорюються деякі моделі - модель ковалентного зв'язку і зонна модель (модель енергетичних зон) напівпровідника. Дані також відомості і про інші моделі, які використовуватимуться надалі при вивченні напівпровідникових пристроїв. Приведемо короткі характеристики моделей, що цікавлять нас.

• Модель ковалентного зв'язку настільки проста, що її застосовність обмежена. Цінність полягає в тому, що вона дозволяє описати процеси перенесення заряду в напівпровіднику на інтуїтивному рівні. Дана модель дає можливість одержати деякі якісні уявлення про внутрішні фізичні процеси в кристалічних твердих тілах. Ці відомості необхідні на етапі, передуючому строгому математичному вивченню.

• Модель енергетичних зон належить до числа найбільш часто використовуваних, оскільки дозволяє кількісно вивчати явища перенесення в напівпровідникових пристроях. Використовується як в графічній, так і в аналітичній формах. При елементарному розгляді звичайно починають з моделі ковалентного зв'язку, а потім переходять до моделі енергетичних зон. Це дозволяє з різних сторін вивчати фізику руху електронів і дірок — носіїв заряду в напівпровіднику.

• Математична модель ґрунтується на деяких фізичних гіпотезах і дає математичне формулювання процесів в напівпровідникових матеріалах і пристроях на їх основі. Є основним інструментом теоретичного дослідження.

• Аналогова модель, або еквівалентна схема, є, мабуть, найбільш поширеної. У загальному випадку має вид деякого «чорного ящика», для якого вказані зв'язки між струмами і напругами. З цих причин має лише непряме відношення до фізичних процесів в пристрої. Цінність аналогової моделі полягає в зручності її практичного використання.

Дата добавления: 2014-01-07