п/п приборы п/п -материал ,удельная проводимость которого сильно зависит от внешних факторов –кол-ва примесей, температуры, внешнего эл.поля, излучения, свет, деформация
Достоинства: выс. надежность, большой срок службы, экономичность, дешевизна.
Недостатки: зависимость от температуры, чувствительность к ионизирован излучению.

Основы зонной теории проводимости

Согласно квантовой теории строения вещества энергия электрона может принимать только дискретные значения энергии. Он движется строго по опред орбите вокруг ядра.
Не в возбужденном состоянии при Т=0К , электроны движутся по ближаишей к ядру орбите. В твердом теле атомы ближе друг к другу( электронное облако перекрывается( смещение энергетических уровней( образуются целые зоны уровней.

Е

Разрешенная

Запрещенная зона

d
1)Разрешенная зона кт при Т=0К заполненная электронами наз – заполненной.
2)верхняя заполненная зона наз – валентной.
3)разрешенная зона при Т=0К где нет электронов наз – свободной.
4)свободная зона где могут находиться возмущенные электроны наз зоной эквивалентности.
Проводимость зависит от ширины запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости.

(Е=Епр-Ев
Ширина запрещенной зоны в пределах 0,1~3,0 эВ (электрон вольт) характерна для п/п

Наибольшее распространение имеют П/П
Кремний, Германий, Селен и др.
Рассмотрим кристалл «Ge»

При Т=0К

При Т>0К электроны (заряд -q)отрываются образуют свободные заряды ( на его месте образуется дырка (заряд +q) это называется процессом термогенерации
Обратный процесс наз – рекомбинацией n – электронная проводимость p – дырочная проводимость
( - время жизни носителя заряда (е).
Вывод: таким образом nроводимость в чистом П/П обоснована свободными электронами или дырками.

(=(n+(p=q(n(n+q(p(p где: (-концентрация

(-подвижность =(/Е
Собственная проводимость сильно зависит от t(

П/П приборы на основе собственной проводимости.
Зависимость собственной проводимости от внешних факторов широко исполь-ся в целом ряде полезных П/П приборов.
1)Терморезисторы (R зависит от t( )

Температурный коэффициент:

ТКС>0 у П/П

ТКС
Образуется легко перемещаемая дырка (дырочная проводимость), примесь называют акцепторной.
Основным носителем заряда наз. Те кт в п/п >
П/п с дырочной проводимостью наз. п/п –p типа, а с электоронной проводимостью – n типа.
Движения носителей заряда т.е. ток обуславливается 2 причинами: 1) внешнее поле – ток наз. дрейфовым. 2)разнасть концентраций – ток наз. диффузионным.
В п/п имеется 4 составляющие тока: i=(in)Д+(ip)Д+(in)Е+(ip)E
Д-диффузионный Е-дрейфовый

Электрические переходы.
Называют граничный слой между 2-ми областями тела физические св-ва кт. различны.
Различают: p-n, p-p+, n-n+, м-п/п, q-м, q-п/п переходы прим. В п/п приборах
(м-метал прим. в термопарах)
Электронно-дырочный p-n переход.
Работа всех диодов, биполярных транзисторов основана на p-n переходе
Рассмотрим слой 2х Ge с различными типами проводимости.

р

n

Обычно переходы изготавливают несемметричными pp>> > nn то p-область эмитерная, n- область- база
В первый момент после соединения кристаллов из-за градиента концентрации возникает диффузионный ток соновных носителей.
На границе основных носителей начнут рекомбинировать, тем самым обнажаться неподвижные ионы примесей.
Граничный слой. Будет обеднятся носителями заряда => возникнет внутреннее
U. Это U будет препятствовать диффузионному току и он будет падать. С другой стороны наличие внутреннего поля обусловит появление дрейфого тока неосновных носителей. В конце концов диффузионный ток станет = дрейфовому току и суммарный ток через переход будет = 0

U контакта?(тln((Pp0)/(np0))
(т?25мB температурный потенциал при 300 К
Uк=0,6-0,7В Si;0,3-0,4В Ge.
Различают 3 режима работы p-n перехода:
1)Равновесный (внешнее поле отсутствует)

2) Прямосмещенный p-n переход.

В результате Uвнпадает =>возникает диф. ток электорнов I=I0 eU/m(т m ? 1 Ge

2 Si I0 тепловой ток.
I обусловлен основными носителями зарядов. Кроме него ток неосновных носителей будет направлен встречно.: I= I0(eU/m(т-1)
3)Обратно смещенный p-n переход I- обусловлен токами неосновных носителей

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки