Контакт металл-полупроводник.

КОНТАКТ МЕТАЛЛ - ПОЛУПРОВОДНИК

(от лат. contactus - прикосновение) переходная область между приведёнными в соприкосновение металлом и полупроводником, обеспечивающая прохождение электрич. тока между ними. При установлении К. м. - п. вследствие различия в работе выхода электронов контактирующих материалов возникают встречные диффузионные и дрейфовые электронные потоки, выравнивающие Ферми-уровни металла и ПП. В результате вблизи границы металл - ПП образуется двойной электрич. слой пространств. заряда, наз. переходным барьерным слоем, и возникает связанная с ним контактная разность потенциалов. Если в переходном слое К. м. - п. концентрация осн. носителей заряда повышена по сравнению с их концентрацией в ост. объёме ПП (т. н. обогащённый слой), то такие К. м. - п. обеспечивают двустороннюю электрич. проводимость и используются в качестве омических (невьшрямляющих) контактов. Если переходной слой К. м. - п. обеднён осв. носителями заряда, то такой контакт, наз. Шотки-контактом, обладает выпрямляющим действием (см. также р - п-Переход). Шотки-контакты (Au - nSi, Ni - nSi, Pt - nGaAs и др.) используются при создании разл. ПП приборов (импульсных, детекторных, смесительных диодов, фотодиодов, детекторов ядерного излучения, биполярных и полевых транзисторов и т. д.).

Схема замещения транзистора эквивалентным 4-х полюсником. Связь h-параметров с физическими.

Приведем пример замещения транзистора активным 4^х-полюсником (рис.23)

Рис.23
Схема замещения

4^х-полюсником

Для транзисторов чаще всего используются h-параметры,наиболее удобные для измерений.Система уравнений,связывающая напряжения и токи с h-параметрами имеет вид:

Физический смысл h-параметров: h₁₁ = u₁/i₁ – входное сопротивление при коротком замыкании на выходе; h₁₂ = u₁/u₂ - коэффициент обратной связи по напряжению; h₂₁ = i₂/i₁-
коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе; h₂₂ = i₂/u₂ - выходная проводимость при холостом ходе на входе.

Пленочные ИС. Гибридные ИС.

Пленочные ИС имеют подложку (плату) из диэлектрика (стекло, керамика и др.). Пассивные элементы, т. Е резисторы, конденсаторы, катушки и соединения меж элементами, выполняются в виде разных пленок, нанесенных на подложку. Активные элементы (диоды, транзисторы) не делаются пленочными, так как не удалось добиться их хорошего свойства. Таковым образом, пленочные ИС содержат лишь пассивные элементы и представляют собой ДС-цепи либо какие-или остальные схемы.

Принято различать ИС тонкопленочные, у которых толщина пленок не более 2 мкм, и толстопленочные, у которых толщина пленок существенно больше. Разница меж этими ИС заключается не столько в толщине пленок, сколько в различной технологии их нанесения.

Гибридные ИС обширное распространение получили гибридные ИС – интегральные схемы, в которых используются плёночные пассивные элементы и навесные элементы

(резисторы, конденсаторы, диоды, оптроны, транзисторы), называемые компонентами ГИС. Электрические связи меж элементами и компонентами осуществляются с помощью плёночного либо проволочного монтажа.

Реализация функциональных частей в виде ГИС экономически целесообразна при выпуске малыми сериями специализированных вычислительных устройств и другой аппаратуры. Больших требований к точности частей в ТЗ нет. Условия эксплуатации изделия обычные.

Навесными элементами в микроэлектронике называют миниатюрные, традиционно бескорпусные диоды и транзисторы, представляющие собой самостоятельные элементы. Время от времени в гибридных ИС навесными могут быть и некие пассивные элементы, к примеру, миниатюрные конденсаторы с таковой большой емкостью, что их нереально выполнить в виде пленок.

Билет № 38

Выпрямительные диоды.

Выпрями́тельные дио́ды — диоды, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. На сменуэлектровакуумным диодам и игнитронам пришли диоды из полупроводниковых материалов и диодные мосты (четыре диода в одном корпусе). Обычно к быстродействию, ёмкости p-n перехода и стабильности параметров выпрямительных диодов не предъявляют специальных требований.

Основные параметры выпрямительных диодов:

· среднее прямое напряжение Uпр.ср. при указанном токе Iпр.ср.;

· средний обратный ток Iобр.ср. при заданных значениях обратного напряжения Uобр и температуры;

· допустимое амплитудное значение обратного напряжения Uобр.макс.;

· средний прямой ток Iпр.ср.;

· частота без снижения режимов.

Для повышения коэффициента полезного действия выпрямительные диоды включают по мостовой (реже полумостовой) схеме, чтобы питание нагрузки осуществлялось на протяжении обоих полупериодов.