- •40.Диференціальні підсильвальні каскади.
- •1. Класифікація твердих тіл за їх електрофізичними властивостями. Модельні уявлення щодо електропровідності твердих тіл. Елементи зонної теорії твердих тіл.
- •Модельні уявлення щодо електропровідності тв. Тіл
- •Елементи зонної теорії тв. Тіл
- •2. Класична теорія електропровідності. Рухомість носіїв заряду, питомий опір та провідність.
- •3. Статистика електронів та дірок в напівпровідниках. Густина квантових станів. Функція розподілу Фермі – Дірака для електронів та дірок.
- •4. Залежність положення рівня Фермі від концентрації домішок та температури в напівпровідниках.
- •5. Дифузійний та дрейфовий струми в напівпровідниках. Рівняння неперервності.
- •6. Напівпровідник у зовнішньому електричному полі. Дебаєвська довжина екранування.
- •7. Модельні уявлення, щодо контакту двох напівпровідників із різними типами провідності. Ефект випрямлення струму на p-n переході.
- •9. Товщина шару об΄ємного заряду p-n переходу. Бар΄єрна та дифузійна ємність p-n переходу. Варікапи, їх характеристики та параметри.
- •10. Контакт вироджених n- та p- напівпровідників. Тунельний діоди, їх характеристики та параметри.
- •11. Пробой p-n-перехода. Стабилитрон.
- •12. Внутрішній фотоефекти. Фотодіоди та фототранзистори, їх характеристики та парметри.
- •13. Контакт метал – напівпровідник. Товщина шару об΄ємного заряду в контакті метал – напівпровідник.
- •14. Ефект випрямлення струму в контакті метал – напівпровідник. Діоди Шотки, їх характеристики та параметри.
- •15. Біполярні транзистори, їх характеристики та параметри.
- •16. Распределение носителей заряда в базе биполярного транзистора. Эффект модуляции толщины базы биполярного транзистора.
- •17. Динамічний режим роботи біполярного транзистора.
- •18. Схемы питания и стабилизации режима работы транзистора
- •21. Виды имс. Методы фотолитографии. Конструктивно-технологічні особливості біполярных имс, мдн- імс та гібридних імс.
- •23. Параллельный Колебательный Контур. Резонанс Токов.
- •24.Связанные контуры. Резонанс в индуктивно связанных контурах.
- •26 Четырехполюсники.
- •27. Електричні кола з розподіленими параметрами.
- •28.Не линейные электрические цепи.
- •29. Методы преобразования цепей
- •30. Методы расчёта сложных цепей. Метод Сигнальных графов
- •31. Переходные процессы в rc-цепях.
- •32. Переходные процессы в rl-цепях
- •33.Переходные процессы в rlc цепях
- •34.Операторный метод анализа переходных процессов.
- •35. Спектральный метод ряд фурье и его свойства.
- •36.Классификация усилителей. Основные хар-ки и параметры усилителей,
- •37. Классы усиления.
- •38. Усилитель низкой частоты
- •39. Обратные связи в усилителях.
- •40. Дифференциальные усилительные каскады
- •41. Выходные каскады усиления, характеристики и параметры.
- •46. Чм и фм –модуляция колебания.
- •45. Амплитудная модуляция
- •47. Детектирование сигналов. Детектор.
- •49. Мінімізація логічних пристроїв. Мінімізація із застосуванням карт Вейча.
- •50. Комбінаційні логічні пристрої. Типові функціональні вузли цифрових комбінаційних логічних пристроів
- •51.Перетворювачі кодів. Дешифратори.
- •52.Цифрові компаратори
- •53. Синхронний rs-тригери
- •57. Регістри
- •58. Лічильники
- •59. Дискретизация непрерервних сигналiв
- •60. Квантование сигналов
- •61.Фурье перетворення дискретных сигналiв
- •62. Алгоритми швидкого перетворення Фурьє
- •64. Рекурсивные и нерекурсивные фильтры
- •65 Методи синтезу цифрових фільтрів з нескінченною імпульсною характеристикою. Метод білінійного z-перетворення.
- •67.Ефекти кванування в цифрових фільтрах.
- •68. Явище епр. Тонка, надтонка та спер надтонка структура спектрів епр.
- •69. Форма ліній епр. Однорідне та неоднорідне розширення ліній епр.
- •71. Явище ямр. Ямр в рідинах та твердому тілі.
- •73.Двойные резонансы.
- •76. Отрицательные температуры и отрецательный коефициент поглощения.
- •79. Физические принципы лежащие в основе построения модуляторов лазерного излучения. Типы модуляторов.
12. Внутрішній фотоефекти. Фотодіоди та фототранзистори, їх характеристики та парметри.
При
освещении р-n
перехода или прилегающих к нему областей
светом, способным вызывать генерацию
электронно-дырочных пар, через переход
протекает ток, называемый первичным
фототоком. Этот
эф. наз. фотогальваническим.
Если
р-n
переход расположён на глубине w<L,
где
L
—
диффузионная длина, то значительная
часть нос. дойдет до области объемного
заряда перехода. Эл-ны, подошедшие к р-n
переходу, подхватываются контактным
полем EK,
направленным
от n-
к р-области, и перебрасываются в n-область,
заряжая ее отрицательно (рис. б).
Обусловленный ими первичный фототок
,
где — коэффициент собирания, , G—число эл.-дырочных пар.
на
переходе формируется прямое смещение
Vф,
вызыв. понижение пот. барьера до значения
φ0—еVф
и появление прямого тока. Если внеш.
цепь разомкнута, то Vф
будет увел. до тех пор, пока прямой ток
через р-n
переход
не
уравняет фототок Iф.
Возникающую
при этом разность потенциалов Vф
называют фото-э.д.с.
(рис.
б):
.
Вентильные фотоэлементы (солнечные батареи).
Мощность, кот. можно снять с фотоэлем. зав. от нагруз. сопр. RH
Фотодиоды. При фотодиодном режиме работы фотоприемника на диод подают обратное смещение V (III квадрант ВАХ). В этом случае при освещении диода его обратная ветвь опускается вниз на Iф, как показано на ВАХ, и на нагрузочном сопротивлении RН появл. сигнал V=IфRн кот. и регистрируется.
Основные характеристики фотодиодов.
ВАХ Iд=f(Uд) при Ф=const определяет зависим. тока фотодиода от напр. на нем при пост. вели-чине светового потока (рис. а). При полном затемнении (Ф=0) через фотодиод протекает темновой ток Iт равный сумме обратного тока насыщения р-n перехода и тока утечки. С ростом светового потока Iд увел. Харак. особен. раб. обл. ВАХ явл. практич. полная независимость тока фотодиода от приложенного напр.
Световая хар-ка изображает зависимость тока фотодиода от величины светового потока при пост. напр. на фотодиоде: Iд=f(Ф) при Uд= const. (рис. б).
С
пектральная
хар-ка
показывает зависимость спектральной
чувствит. от длины волны
III
II
Параметры фотодиодов.
Интегральная
чувствительность Sинт—отнош.
фототока диода к интенсивности падающего
немонохроматического излучения заданного
спектрального состава:
Рабочее напр. Uр— пост. напр., приложенное к фотодиоду, при кот. обесп. номинальные парам
Темновой ток Iт — ток, протек. ч-з фотодиод при указанном напр. на нем в отсутствие потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.
13. Контакт метал – напівпровідник. Товщина шару об΄ємного заряду в контакті метал – напівпровідник.
Напруженість електричного поля у вакуумі між металом і н/п буде залежати від відстані між цими речовинами.
Густина поверхневого заряду σ:
Густина надлишкових або відсутність електронів на 1 см2 N:
,
[см2];
=1eV;
N=5,5*105см-2;
d=1см,
то
це означає,
що
при концентрації електронів у н/п
n0=1014см-3
щоб створити такий поверхневий заряд
із поверхневого шару товщиною L
повинні залишити всі електрони
.
Зміна
ел. поля при контакті, яке створене
об’ємним зарядом ρ на товщині dx
на выдстані
x
від контакту становить
.
При x=L,
.
,
а різниця потенціалів
Різниця
потенціалів між межею яку будемо рахувати
збігаючею з межею контакту х=0 і х=L
до якого поширюється заряд рівним
.
З цієї формули знаходимо глибину
проникнення ел. поля в н/п
.
З
цього виразу видно, що глибина проникнення
ел поля у н/п буде тим більше чим більше
різниця робіт виходу і менше крнцентрація
вільних носіїв заряду, або товщина L
збідненого шару буде збільшуватись із
збільшенням контактної різниці
потенціалів і зменшується з підвищенням
концентрації носіїв заряду в н/п. Якщо
ввести сталу діелектричну проникність
то
формула запишеться
[м].
Введемо поняття як довжина екранування
Дебая при контакті метал-н/п. Поміряємо
відділення від контакту метал-н/п,
Довжина
екранування Дебая
;
.
4-ри випадки контакту метал – н/п.
Ці 4-ри випадки залежать від співвідношення робіт виходу із металу та н/п, а також від того який н/п n- чи p - типу контактує з металом.
1.Розглянемо
випадок
при
цьому на межі контакту створюється шар
заряджений позитивно і для n-
і для p-
типу, але випадок а) коли це н/п n-
типу на межі контакту електронів буде
менше ніж в об’ємі і опір шару на контакті
буде більше ніж в об’ємі, тому такий
шар називають запірним
шаром. А
якщо це б) н/п p
– типу, то концентрація дірок на межі
контакту буде значно більше ніж в об’ємі,
опір цього шару буде малий в порівнянні
з об’ємом, такий шар називають анти
запірним шаром.
2.
Розглянемо випадок
.
На межі контакту створюється негативний
об’ємний заряд. Але в) коли це н/п n-
типу на межі контакту електронів буде
більше ніж в об’ємі і опір шару на
контакті буде менший ніж в об’ємі, такий
шар називають анти
запірним шаром. А
якщо це г) н/п p
– типу, то концентрація дірок на межі
контакту буде менше ніж в об’ємі, опір
цього шару буде більше в порівнянні з
об’ємом, такий шар називають запірним
шаром.
Висновки по контакту Ме – н/п:
1.Енергі яку необхідно надати електрону, щоб перевести його з дна зони провідності (З.П.) в вакуум називають зовнішньою роботою виходу.
2.Термодинамічною роботою виходу електрону з твердого тіла називають величину енергії, яку треба надати електрону, щоб перевести його з рівня Фермі у вакуум.
3. Термодинамічна робота виходу залежить від температури, концентрації і виду домішок.
Термодинамічна робота виходу із н/п p – типу завжди більше n- типу, майже на ширину забороненої зони (З.З).
4. При контакті металів між любими 2-ма зовнішніми точками існує різниця потенціалів, яка називається зовнішньою контактною різницею потенціалів, вона визначається різницею робіт виходу.
5. Крім зовнішньої контактної різниці потенціалів є внутрішня, яка визначається різницею енергій Фермі.
6.Контакт Ме – н/п, в зв’язку з тим, що в об’ємі металу електричне поле існувати не може у відсутності струмі, то вся контактна різниця потенціалів спадає у приконтактному шарі н/п, що приводить до викривлення енергетичних зон на контакті.
7. Якщо приконтактний шар н/п збагачується основними носіями заряду, то він буде анти запірним. Якщо приконтактний шар н/п збагачується не основними носіями заряду, то він буде запірним.
8. При контакті двох тіл електрони переходять з тіла з більшою енергією Фермі в тіло з меншою енергією Фермі.
Буде направлений потік до тих пір поки рівні Фермі не зрівняються.
Ширина області об’ємного заряду на p-n переході (α0)
Шир. обл.. об. заряду – це подвійний шар протилежних за знаком нерухомих об’ємних зарядів.
Для знаходження ширини p-n переходу використаємо рів-ня Пуассона:
Для n-області:
φ=0; 0<x<αn
Для p-області:
φ=φ0; |αp|>x>0
Крайові умови для p-області:
x=-αp; φ=φ0; dφ/dx=0 (6)
Крайові умови для p-області:
x=αn; φ=0; dφ/dx=0 (7)
Знайдемо розв’язки (4) і (5), які задовольняють умовам (6) і (7)
Для n-області:
φ(αn)=B=0; dφ/dx=-A=0
(9)
Для p-області:
При x=0 (9)=(10)
Добуток концентрації домішок на ширину області об’ємного заряду, який прилягає до p-n переходу – рівні між собою
Використаємо умову (1) і запишемо (14) у вигляді:
У цей вираз підставимо αn і αp з виразів (15) і (16):
Звідси знаходимо ширину області об’ємного заряду на p-n переході
Якщо
pp>>nn
=>
