Основные сведения о полупроводниковых приборах.
Современная электронная техника строится на полупроводниковых приборах. Их использование позволяет конструировать электронную аппаратуру малых размеров с высокой надежностью и хорошими показателями. В настоящее время полупроводниковые приборы практически вытеснили электронные лампы из техники кино. Они обладают следующими достоинствами: малая масса и размеры; высокая надежность; высокий коэффициент полезного действия; низкая стоимость.
Термин «полупроводниковые приборы» объясняется тем, что основой диодов и транзисторов является кристалл полупроводника — германия или кремния. Большинство полупроводниковых приборов выполняется из кремния. Кремниевые полупроводниковые приборы могут работать при больших температурах, чем германиевые, что является главным их преимуществом. Кроме того, на базе кремния можно получить полупроводниковые приборы, которые могут работать при более высоких напряжениях, чем германиевые. 
Атомы полупроводникового материала находятся в узлах кристаллической решетки и не могут перемещаться по объему полупроводника. Часть электронов, слабо связанных с атомами, под действием температуры покидает атомы и превращается в свободные электроны, которые могут перемещаться по кристаллу. Свободные электроны создают электронную электропроводность в полупроводнике. Атом, потерявший электрон, становится положительно заряженным ионом. Отсутствие одного электрона в атоме условно называется дыркой. Дырки могут перемещаться по кристаллу (рис. 18). Это происходит благодаря тому, что атом, потерявший электрон, впоследствии может присоединить к себе электрон от соседнего атома. При этом дырка переместится на место соседнего атома, который станет ионом. На рисунке положительные ионы заштрихованы. Видно, что при перемещении электрона от одного атома к другому под действием электрического поля дырки перемещаются в противоположном направлении. Перемещение дырок создает в полупроводнике дырочную электропроводность.
В чистом (беспримесном) полупроводнике количество свободных электронов и дырок равно. Однако для создания полупроводниковых приборов необходимы полупроводники с преимущественно электронной или дырочной проводимостью. Преобладание одного вида проводимости над другим достигается добавлением (легированием) к полупроводнику соответствующего вида примеси (примесный полупроводник).
Если легировать полупроводник примесью, атомы которой легко отдают электроны, число свободных электронов преобладает над числом дырок. Такой полупроводник называется электронным или полупроводником n-типа. Свободные электроны в полупроводнике л-типа являются основными носителями заряда. Концентрация дырок много меньше концентрации электронов, поэтому дырки для полупроводника л-типа являются неосновными носителями. Если же полупроводник легируется примесью, атомы которой легко присоединяют к себе свободные электроны, то число дырок преобладает над числом свободных электронов. Возникает дырочный полупроводник или полупроводник р-типа. В этом полупроводнике дырки — основные носители, а электроны — неосновные.
Полупроводниковые приборы всегда являются комбинацией полупроводника n-типа и полупроводника р-типа. Основой полупроводникового прибора является электронно-дырочный переход (n-р-переход) — область между полупроводниками n-типа и р-типа.
При отсутствии напряжения, приложенного к полупроводнику, носители заряда совершают беспорядочное тепловое движение. При этом в результате диффузии часть свободных электронов из полупроводника л-типа перейдет в полупроводник р-типа, а часть дырок из полупроводника р-типа перейдет в полупроводник n-типа.
По обе стороны границы раздела полупроводников разного типа проводимости возникают концентрации зарядов. Между зарядами, расположенными вблизи/n-p-перехода, создается электрическое поле с напряженностью Еп. Электрическое поле n-p-перехода направлено так, что препятствует дальнейшему переходу основных носителей из полупроводника одного типа в полупроводник другого типа.
Если приложить к n- переходу напряжение, то картина процессов в зоне перехода изменится в зависимости от полярности приложенного напряжения. Если приложенное напряжение имеет полярность, совпадающую с полярностью основных носителей, то это напряжение называется прямым. Электрическое поле ЕВСт, создаваемое источником напряжения (рис. 20), направлено встречно электрическому полю n-р-перехода и ослабляет его. При этом основные носители полупроводника n-типа будут беспрепятственно двигаться через n-р-переход к положительному полюсу источника питания. Аналогично, основные носители полупроводника р-типа будут двигаться к отрицательному полюсу источника. Таким образом, под действием прямого напряжения через и-р-переход проходит прямой ток, вызванный перемещением основных носителей. Электронно-дырочный переход открыт. Прямое сопротивление n-р-перехода мало.
В случае противоположной полярности напряжения, приложенного к n-p-переходу, оно называется обратным. При этом электрическое поле ЕВСт источника питания суммируется с электрическим полем n-p-перехода, препятствуя движению основных носителей заряда через переход (рис. 21). В этих условиях через я-р-переход протекает незначительный по величине обратный ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда. Электронно-дырочный переход закрыт. Обратный ток по величине в тысячи раз меньше прямого, поскольку концентрация неосновных носителей мала. Обратное сопротивление n-р-перехода велико.
Таким образом, под действием прямого напряжения через n-p-переход протекает ток, а под действием обратного напряжения ток через n-р-переход практически не протекает. Это явление называется свойством односторонней проводимости электронно-дырочного перехода.
При пожаре в ночном клубе в Перми погибли 102 человека
В результате пожара в ночном клубе в Перми, по данным МЧС, 102 человек погиб и 134 - ранены.05.12.2009 | Aдмин | Читать далее
АСТРОЛОГИЯ -МНОГОВЕКОВАЯ ОШИБКА?
Астрологи предсказывают судьбу людей, группируя их по знакам зодиака, под которыми они родились.26.11.2009 | Aдмин | Читать далее
ДИАБЕТ МОЖНО ВЫЛЕЧИТЬ.
Новое в лечении сахарного диабета19.11.2009 | Aдмин | Читать далее
Стычки в небе
Военные НАТО подтвердили факт стычки российских и натовских истребителей в небе Эстонии
09.11.2009 | Aдмин | Читать далее
Техасская перестрелка
Техасская перестрелка: подробности и версии трагедии07.11.2009 | Aдмин | Читать далее
Страницы: «1»