Электронно – дырочный переход

ЭЛЕКТРОНИКА

Отрасль техники, использующая приборы, основанные на управлении явлениями электрического тока в плохопроводящей среде: в полупроводниковых приборах – это ток в твердой среде сложной структуры, обладающей большим удельным сопротивлением.

В электронных приборах – это ток, создаваемый направленным движением электронов, в ионных приборах – ток в пространстве, заполненном разреженным газом или парами металла.

В проводниках концентрация носителей зарядов практически не зависит от температуры, а в полупроводниках носители заряда возникают лишь вследствие поглощения энергии внешнего источника.

Если поступление энергии извне сообщает электрону атома энергию, достаточную для того, чтобы порвать ковалентную (парноэлектронную) связь, перейти из валентной зоны в зону проводимости, то, освободившись электрон становится носителем заряда – электроном проводимости.

Освобождение электрона образует в кристаллической решетке незаполненную междуатомную связь – дырку проводимости.

Дырка ведет себя как положительно заряженная частица. При наличии внешнего электрического и магнитного поля дырки дрейфуют по направлению поля.

Электрон – отрицательно заряженная частица. Под действием электромагнитного поля движется против направления поля.

Дырочная проводимость – р-проводимость (положительная).

Электронная проводимость – n-проводимость (отрицательная).

Собственная электронная проводимость полупроводников относительно мала. Поэтому используют – примесные проводимости.

Германий (Ge) с примесью мышьяка (Ar)

Ge- 4 пары валентной связи (IV группа);

Ar –5 парвалентной связи (IV группа) мышьяк, сурьма, фосфор.

У атома примеси на один валентный электрон больше. Образуется проводимость n – типа (электронная).

Германий (Ge) с примесью индия (In)

Ge– IV группа (кремний (Si);

In – III группа (бор, галлий, алюминий).

В кристаллической решетке образуется незамещенное место – дыра, и создается дырочная проводимость p - типа.

Электронно – дырочный переход.

В куске монокристаллического полупроводника на границе между двумя слоями с различного рода проводимостями образуется электронно – дырочный переход называемый p – n переходом.

Этот слой обладает вентильными свойствами, т.е. односторонней проводимостью

- потенциальный барьер.

При таком подключении электрическое поле источника понижает потенциальный барьер и резко возрастает диффузия. Такое соединение называется прямым.

Обратное соединение.

При этом подключении электрическое поле источника повышает потенциальный барьер. Через p – n переход проходит незначительный ток, вызванный неосновными носителями заряда.

Статический коэффициент выпрямления

.

ДИОДЫ

Полупроводниковым диодом называют прибор с двумя выводами и одним электронно – дырочным переходом, который пропускает ток только в одном направлении.

1.

Когда обратное напряжение превышает некоторое предельное значение происходит пробой диода, вследствии которого прекращается вентильное действие диода, т.к. его R_обр уменьшается до величины того же порядка, что R_пр.

2.Прямое падение напряжения.

- кремниевые диоды;

- германиевые диоды.

3. Максимально допустимый прямой ток

4.Максимально допустимый импульсный ток

5.Максимально допустимое обратное напряжение.

6. Обратный ток

7. maxРабочая частота.

Классификация диодов

1. Выпрямительные;

2. Импульсные и универсальные;

3. СВЧ;

4. Другие (стабилитроны, свето-, фотодиоды и т.д.).

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ)

Преобразуют переменный ток в постоянный.

Структурная схема.