Электронно-дырочный переход. Плоскостной p-n-переход представляет собой слоисто-контактный элемент в объеме кристалла на границе двух полупроводников с проводимостями p- и n-типов (рис

Граница между двумя соседними областями полупроводника, одна из которых обладает проводимостью n-типа, а другая p-типа, называется электронно-дырочным переходом (p-n-переходом). Он является основой большинства полупроводниковых приборов. Наиболее широко применяются плоскостные и точечные p-n-переходы.

Плоскостной p-n-переход представляет собой слоисто-контактный элемент в объеме кристалла на границе двух полупроводников с проводимостями p- и n-типов
(рис. 1.2, а). В производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем применяются переходы типа р+- n- или р- п+ переходы. Индекс «+» подчеркивает большую электропроводность данной области монокристалла.

 

 

6) Рассмотрим контакт металл - полупроводник. В случае контакта возможны различные комбинации (p- и n-типы полупроводника) и соотношения термодинамических работ выхода из металла и полупроводника. В зависимости от этих соотношений в области контакта могут реализоваться три состояния. Первое состояние соответствует условию плоских зон в полупроводнике, в этом случае реализуется нейтральный контакт. Второе состояние соответствует условию обогащения приповерхностной области полупроводника (дырками в p-типе и электронами в n-типе), в этом случае реализуется омический контакт. И, наконец, в третьем состоянии приповерхностная область полупроводника обеднена основными носителями, в этом случае в области контакта со стороны полупроводника формируется область пространственного заряда ионизованных доноров или акцепторов и реализуется блокирующий контакт, или барьер Шоттки.

 

Отличительной особенностью барьера Шоттки(контакта «металл – полупроводник») является то, что в отличие от обычного p-n-перехода здесь высота потенциального барьера для электронов и дырок разная. В результате такие контакты могут быть при определенных условиях неинжектирующими, т. е. при протекании прямого тока через контакт в полупроводниковую область не будут инжектироваться неосновные носители, что очень важно для высокочастотных и импульсных полупроводниковых приборов.

 

 

7)?

 

8) Под пробоем p-n-перехода понимают значительное уменьшение обратного сопротивления, сопровождающееся возрастанием обратного тока при увеличении приложенного напряжения. Различают три вида пробоя: туннельный, лавинный и тепловой.

 

 

9) Гетеропереход — контакт двух различных полупроводников.

Гетеропереходы обычно используются для создания потенциальных ям для электронов и дырок в многослойных полупроводниковых структурах (гетероструктурах).

10) Фотоэффе́кт, Фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света (или любого другого электромагнитного излучения). В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект. Так как при обычных условиях в полупроводниках очень мало свободных носителей зарядов (электронов и дырок), полупроводники имеют большое удельное сопротивление. Однако в полупроводниках валентные электроны слабо связаны с атомами и, получив избыточную энергию, могут оторваться от атома и перейти в свободное состояние. При облучении полупроводника связанные электроны поглощают проникающие в него кванты и переходят в свободное состояние.
При этом в случае ионизации атома примеси образуются свободный электрон и дырка, а при ионизации атома самого полупроводника генерируются пары электрон - дырка. Таким образом, облучение полупроводника ведет к увеличению концентрации свободных носителей зарядов в нем, следствием чего и является уменьшение его удельного сопротивления. Генерация свободных носителей зарядов в полупроводнике, происходящая вследствии его облучения, называется внутренним фотоэффектом.

 

11) Основой полупроводникового диода является р - n -переход, определяющий его свойства, характеристики и параметры. В зависимости от конструктивных особенностей р - n -перехода и диода в целом полупроводниковые диоды изготовляются как в дискретном, так и в интегральном исполнении. По своему назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные (как разновидность выпрямительных – силовые), импульсные, высокочастотные и сверхвысокочастотные, стабилитроны, трехслойные переключающие, туннельные, варикапы.

Рис. 1.10 Условные графические обозначения: а – выпрямительные и универсальные;
б – стабилитроны; в – двухсторонний стабилитрон; г – туннельный диод;
д – обращенные диоды; е – варикап; ж – фотодиодов; з – светодиод

http://electrono.ru/poluprovodnikovye-pribory/poluprovodnikovye-diody

 

 

12)?

 

13) Транзистор, или полупроводниковый триод, являясь управляемым элементом, нашел широкое применение в схемах усиления, а также в импульсных схемах. Отсутствие накала, малые габариты и стоимость, высокая надежность - таковы преимущества, благодаря которым транзистор вытеснил из большинства областей техники электронный лампы.

Биполярный транзистор представляет собой трехслойную полупроводниковую структуру с чередующимися типом электропроводности слоев и содержит два p-n перехода. В зависимости от чередования слоев существуют транзисторы типов p-n-p и n-p-n (рисунок ниже). Их условное обозначение на электронных схемах показано на том же рисунки.

 

14) Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером приведена на рисунке 5.15:

Характеристики транзистора в этом режиме будут отличаться от характеристик в режиме с общей базой. В транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, имеет место усиление не только по напряжению, но и по току. Входными параметрами для схемы с общим эмиттером будут ток базы I_б, и напряжение на коллекторе U_к, а выходными характеристиками будут ток коллектора I_к и напряжение на эмиттере U_э.

Ранее при анализе биполярного транзистора в схеме с общей базой была получена связь между током коллектора и током эмиттера в следующем виде:

В схеме с общим эмиттером (в соответствии с первым законом Кирхгофа) .

после перегруппирования сомножителей получаем:

(5.30)

15)?

 

16) Для расчета и анализа устройств с биполярными транзисторами используется так называемые h-параметры транзистора, включение по схеме с ОЭ.

Электрическое состояние транзистора, включенного по схеме с ОЭ, характеризуется четырьмя величинами: I_б, U_бэ, I_к, U_кэ. Две из них можно считать независимыми, а две могут быть выражены через них. Из практических соображений в качестве независимых удобно выбрать величины I_б и U_кэ. Тогда

U_бэ=F₁(I_б,U_кэ)

I_к=F₂(I_б,U_кэ)

Воспользуемся наиболее распространенной схемой транзистора с ОЭ и определим h-параметры по его статическим характеристикам (рис. 3-28,а,б). Для этого необходимо амплитудные значения токов и напряжений четырехполюсника представить в виде конечных приращений токов и междуэлектродных напряжений транзистора, а затем определить:

h_11э=U₁/I₁/_U2=0=U_бэ/I_б/_Uкэ=0=ΔU_бэ/ΔI_б при ΔU_кэ=0, или U_КЭ=const