Список практических вопросов. 1. Что означают обозначения:

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИКУМ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

 

Рассмотрено предметной Комиссией «_____» _____________20___

Утверждаю Зам.Директора по учебной работе «_____» _____________20___

 

Экзаменационные вопросы

1. Что означают обозначения:

ГИ304Б, КС196А, ГД507А, 2А601А, КТ3102Д, КТ3102Е, КТ382А, КТ382А, КУ203А, К140УД1, К140УД5, К153УД1, К140УД10, К154УД2, К574УД1, К574УН5, К174УН7, К174УН8, К284УД1, К544УД1, КП302А.

2. По входным и выходным характеристикам определить h-параметры h11, h12, h21, h22.

 

Преподаватель Гордеева М.К.

 

 

1)Зонная теория твёрдого тела — квантовомеханическая теория движения электронов в твёрдом теле.

При дальнейшем увеличении системы до макроскопического кристалла (число атомов более 10²⁰), количество орбиталей становится очень большим, а разница энергий электронов, находящихся на соседних орбиталях, соответственно очень маленькой, энергетические уровни расщепляются до практически непрерывных дискретных наборов — энергетических зон. Наивысшая из разрешённых энергетических зон в полупроводниках и диэлектриках, в которой при температуре 0 К все энергетические состояния заняты электронами, называется валентной зоной, следующая за ней — зоной проводимости. В металлах зоной проводимости называется наивысшая разрешённая зона, в которой находятся электроны при температуре 0 К.

В основе зонной теории лежат следующие главные приближения^[1]:

1. Твёрдое тело представляет собой идеально периодический кристалл.
2. Равновесные положения узлов кристаллической решётки фиксированы, то есть ядра атомов считаются неподвижными (адиабатическое приближение). Малые колебания атомов вокруг равновесных положений, которые могут быть описаны как фононы, вводятся впоследствии как возмущение электронного энергетического спектра.
3. Многоэлектронная задача сводится к одноэлектронной: воздействие на данный электрон всех остальных описывается некоторым усредненным периодическим полем.

2) Химически чистые полупроводники называют собственными полупроводниками. К ним относят ряд чистых химических элементов (германий, кремний, селен, теллур и др.) и многие химические соединения, такие, например, как арсенид галлия (GaAs), арсенид индия (InAs), антимонид индия (InSb), карбид кремния (SiC) и т.д. Полупроводники имеют кристаллическую решетку типа алмаза, которая состоит из множества одинаковых тетраэдров.

При образовании кристалла полупроводника каждый атом, находясь в узле кристаллической решетки, создает связи с четырьмя соседними атомами. Каждая связь образуется парой валентных электронов (одним – от данного атома и другим – от соседнего) и называется ковалентной. Оба электрона ковалентной связи в кристалле вращаются по орбите, охватывающей оба атома. Электроны связывают атомы и удерживаются в этой связи силами притяжения к ядрам этих атомов.

3) Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей.

Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него легирующих примесей.

Примесной проводимостью полупроводников называется проводимость, обусловленная наличием примесей в полупроводнике.

 

Примесными центрами могут быть:

1. атомы или ионы химических элементов, внедренные в решетку полупроводника;
2. избыточные атомы или ионы, внедренные в междоузлия решетки;
3. различного рода другие дефекты и искажения в кристаллической решетке: пустые узлы, трещины, сдвиги, возникающие при деформациях кристаллов, и др.

4) Дрейфовый ток. Под действием электрического поля Е в кристалле полупроводника появляется упорядоченное движение — «дрейф» электронов и дырок, т.е. возникает электрический ток, называемый дрейфовым током. Согласно сказанному этот ток будет иметь электронную I_nдp и дырочную I_pдр составляющие:

I_др = I_nдр + I_рдр = s (j_nдр + j_рдр),

Диффузионный ток

Электрический ток, обусловленный градиентом концентрации носителей, называют диффузионным током. В одномерном случае плотность диффузионного тока электронов и дырок равна следующим выражениям:

 

, ,

 

 

где и – градиент концентрации электронов и дырок, и – коэффициенты диффузии электронов и дырок, численно равные количеству электронов (или дырок), проходящему через единицу площади в единицу времени при градиенте концентрации носителей равном единице. Движение носителей заряда происходит в сторону убывания их концентрации (знак минус у дырочной составляющей). Электронная составляющая тока имеет знак (+), т. к. за направление тока принято направление положительного заряда