- •1.1 Зонная теория твёрдого тела. Простая модель энергетических зон. Электропроводность твёрдых тел. Собственные полупроводники.
- •1.2 Распределение носителей зарядов по энергетическим уровням в полупроводниках. Примесные полупроводники.
- •1.3 Уравнение электронейтральности. Явление дрейфа и диффузии в полупроводниках. Эффект Холла.
- •1.4 Неравновесные процессы в полупроводниках. Межзонные процессы рекомбинации и генерации. Математическая модель энергетических зон Кронига-Пенни.
- •1.5 Непрямые процессы в объёме и на поверхности полупроводника в условиях динамической неравновесности. Квазиуровни и квазипотенциалы Ферми. Явление переноса. Основные уравнения полупроводников.
- •2.1 Структура р-п перехода в состоянии термодинамического равновесия. Зонная диаграмма р-п перехода. Высота потенциального барьера, толщина области р-п перехода.
- •2.2 Работа р-п перехода при внешнем воздействии. Прямое и обратное смещение р-п перехода. Ширина р-п перехода. Барьерная ёмкость обратно смещённого р-п перехода.
- •2.3 Методы создания электронно-дырочных переходов. Технология изготовления полупроводниковых диодов.
- •Типы диодов по частотному диапазону:
- •Типы диодов по размеру перехода:
- •Типы диодов по конструкции:
- •2.4 Вольт- амперная характеристика р-п перехода. Математическая модель диода. Уравнение Шокли. Вах реального р-п перехода. Пробой р-п перехода.
- •Типы диодов по назначению:
- •3.1 Выпрямительные диоды, стабилитроны, стабисторы, диоды Шоттки. Разновидности и классификация полупроводниковых диодов.
- •Типы диодов по назначению:
- •Типы диодов по конструкции:
- •Переходные процессы в диодах с р-п переходом. Импульсные диоды.
- •4.1 Структура и принцип работы бт. Режимы работы биполярного транзистора и схемы включения. Распределение стационарных потоков носителей.
- •4.2 Статическая модель биполярного транзистора. Распределение концентрации носителей в области базы, эмиттера, коллектора. Математическая модель Эберса-Молла.
- •4.3 Параметры биполярного транзистора. Модели транзистора в режиме малого сигнала. Эквивалентные схемы (четырёхполюсника и физические).
- •4.4 Статические характеристики биполярных транзисторов.
- •4.6 Работа транзистора на нагрузку.
- •4.7 Квазистатический режим работы транзистора. Определение усилительных параметров транзистора через r и h-параметры четырёхполюсника.
- •4.8 Типы биполярных транзисторов. Конструкции и технологии производства.
- •Классификация полевых транзисторов.
- •5.2 Основные параметры полевых транзисторов. Полевой транзистор с управляющим р-п переходом (птуп). Структура птуп и основные особенности. Сравнение мдп и биполярных транзисторов.
- •6.1 Основные особенности конструкции и классификация тиристоров. Динисторы. Вах динистора, внутренняя положительная обратная связь в р-п-р-п структурах. Статические параметры динисторов.
- •6.2 Тринистор - управляемый тиристор. Вах тринистора, зависимость параметров от тока управления. Симисторы, конструкция и вах.
- •7.1 Механизм генерации излучения в полупроводниках. Некогерентные излучатели - излучающие диоды.
- •7.2 Сид и ик-диоды. Световые и электрические параметры сид.
6.2 Тринистор - управляемый тиристор. Вах тринистора, зависимость параметров от тока управления. Симисторы, конструкция и вах.
Тринистором называют переключательный компонент с тремя электронно-дырочными переходами, и тремя выводами – анодом, катодом и управляющим электродом.
Тринисторы обладают аналогичной динисторам структурой, а отличие состоит в наличии управляющего электрода – дополнительного вывода, подключённого к одной из баз. Если через управляющий электрод тринистора пропустить отпирающий ток, то тринистор перейдёт в открытое состояние. В зависимости от того, к какой именно из баз будет подсоединён управляющий электрод, можно организовать включение тринистора при приложении отпирающего напряжения между управляющим электродом и либо анодом, либо катодом. Вольтамперная характеристика тринистора похожа на вольтамперную характеристику динистора.
На рисунке обозначено:
I – участок, на котором тринистор открыт;
II – участки отрицательного сопротивления и пробоя коллекторного перехода;
III – участок запертого состояния тринистора в прямом включении;
IV – участок обратного включения динистора.
Симисторы, в отличие от обычных тиристоров, проводят ток анод-катод при протекании тока по управляющему электроду, как в прямом направлении, так и в обратном. В результате этого их вольтамперная характеристика симметрична.
Таким образом, на вольтамперной характеристике каждого симистора присутствуют два участка отрицательного дифференциального сопротивления. Структура симистора содержит пять слоёв.
К управляющему электроду, который отведён от зоны n3, подсоединим вывод отрицательного напряжения, полученного от источника питания, относительно вывода от зон p2, n4, в результате чего электроны из зоны n3 инжектируют в зону p2. Кроме того, приложим напряжение от источника питания положительным полюсом к зонам p1, n1, а отрицательным полюсом к зонам p2, n4. Переходы П1 и П4 открыты, и играют роль эмиттерных переходов, а переход П2 закрыт и исполняет обязанности коллекторного перехода, и через симистор по выводам анод-катод протекает ток.
Симисторы нашли широкое применение в устройствах регулирования скорости вращения электродвигателей, в системах освещения, в электронагревателях, в преобразовательных установках.
7.1 Механизм генерации излучения в полупроводниках. Некогерентные излучатели - излучающие диоды.
Физические основы полупроводниковых излучателей люминесценция – электромагнитное нетепловое излучение обладающее длительностью превышающей длительность световых колебаний.
Не требуется нагревание тела. Послесвечение.
Используется люминесценция с широкой запрещенной зоной.
Два этапа:
- генерация под действием энергии носителей заряда (определяет тип).
- рекомбинация, выделяемая при этом энергия превращается в оптическое излучение либо в теплоту.
GaAs
Каждая рекомбинация сопровождается излучением фотона.
В полупроводниковая генерация обеспечивается с помощью инжекционной электронной люминесценцией.
С помощью генерации обеспечивается создание неравновесных носителей заряда.
При наличии контактов 2-х полупроводников в соответствии с простой моделью, зоны Ес и Ес искривляются, => образуется потенциальный барьер. При приложении прямого напряжения барьер уменьшается.
Излучает область по одну сторону из p-n-перехода. Количество инжекционных носителей необходимо иметь максимальным в излучательной области, => в n-область вводят больше донорной примеси, чем акцепторной в p-область.
Ток зависит от ширины запрещенной зоны.
