ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций 1 Автор

Скачать презентацию ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций 1 Автор Скачать презентацию ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций 1 Автор

foe_konspekt1.ppt

  • Размер: 5.4 Mегабайта
  • Количество слайдов: 133

Описание презентации ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций 1 Автор по слайдам

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций 1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Конспект лекций

Автор – доцент Рудь Виктор Васильевич 2 Автор – доцент Рудь Виктор Васильевич

1. Элементы зонной теории твёрдого тела ► Объектами исследования являются: ► ─ ─ элементарные 1. Элементы зонной теории твёрдого тела ► Объектами исследования являются: ► ─ ─ элементарные частицы, ► ─ ─ ядра атомов, ► ─ ─ химические элементы, ► ─ ─ молекулы, ► ─ ─ газы, ► ─ ─ плазма, ► ─ ─ жидкие среды, ► ─ ─ твёрдые тела.

1. 1. Модель атома и свойства электрона 21 2 0 1 cv mm 1. 1. Модель атома и свойства электрона 21 2 0 1 cv mm (1. 2) 21 2 0 1 cv vmp (1. 3)h. W(1. 1) Рис. 1.

5 История развития представлений об атомах 5 История развития представлений об атомах

СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 6 Таблица 1. 1 СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ 6 Таблица 1.

Универсальные физические постоянные микромира 7 Универсальные физические постоянные микромира

)6. 1( ; , , hpz hpy hpx z y x, 10)2. . )6. 1( ; , , hpz hpy hpx z y x, 10)2. . . 5, 0( 10 ìr. A , 10)7, 1. . . 3, 1(311531 0ìAArrß , 103 14 ì m V mß. 53, 132 0 2 4 1ý h em We )7. 1(, v 2 em h nnr )8. 1(, 4 v 2 0 22 r e r me )9. 1(; 2 0 22 e n me hn r )10. 1(. 82 0 22 4 hn em We n. 10817, 2 4 15 2 0ì m e r e e , 10529, 0 10 2 1ì me h r e

РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ШРЕДИНГЕРА ДЛЯ ВОДОРОДОПОДОБНЫХ АТОМНЫХ СИСТЕМ Ψ = Ψ n , l , РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ШРЕДИНГЕРА ДЛЯ ВОДОРОДОПОДОБНЫХ АТОМНЫХ СИСТЕМ Ψ = Ψ n , l , m ( r , θ , φ ) , l = 0, 1, 2, … , n-1, m = 0, ± 1, ± 2, …±l. 2 2 2 4 0 2 n Zem W e n (1. 11. а) (1. 12. а)n = 1, 2, …, ∞. , (1. 11. б) (1. 12. б)

КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА 1. Главное квантовое число n = 1, 2, …, ∞. ∞. 2. КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА 1. Главное квантовое число n = 1, 2, …, ∞. ∞. 2. Побочное (орбитальное или азимутальное) квантовое число l = 0 , 1, 2, …, nn – 1. . 3. Магнитное квантовое число m =m = 0, ±± 1, ±± 2, …, ±± ll. . 4. Спиновое квантовое число s = ± ½. .

mn RZ h WWnm nm 22 2 , 11 Рис. 1. 2. mn RZ h WWnm nm 22 2 , 11 Рис. 1. 2. Спектры энергий и частот водородоподобного атома а б

Квантовое число nn 11 22 33 44 55 66 77 Обозначение оболочки KK LL MM Квантовое число nn 11 22 33 44 55 66 77 Обозначение оболочки KK LL MM NN OO PP QQ Число подоболочек (( nn )) 11 22 33 44 55 66 77 Число орбиталей (( nn 22 )) 11 44 99 1616 2525 3636 4949 Число эл. состояний (2 nn 22 )) 22 88 1818 3232 5050 7272 9898 Таблица 1. 2. Основные сведения об оболочках

Таблица 1. 3. Основные сведения о подоболочках 13 Квантовое число ll 00 11 22 Таблица 1. 3. Основные сведения о подоболочках 13 Квантовое число ll 00 11 22 33 44 55 Обозначение подоболочки ss pp dd ff gg hh Число орбиталей (2(2 ll +1)+1) 11 33 55 77 99 1111 Число эл. состояний 2(22(2 ll +1)+1)

Рис. 1. 3. ПОДОБОЛОЧКИ И ОРБИТАЛИ ОБОЛОЧКИ n =2 АТОМНАЯ ОРБИТАЛЬ ПОДОБОЛОЧКИ 2 Рис. 1. 3. ПОДОБОЛОЧКИ И ОРБИТАЛИ ОБОЛОЧКИ n =2 АТОМНАЯ ОРБИТАЛЬ ПОДОБОЛОЧКИ 2 S АТОМНЫЕ ОРБИТАЛИ ПОДОБОЛОЧКИ 2 P y -АО 2 P z -АО 2 P x -АО 2 S -АО

1. 2. Понятие об энергетических уровнях и зонах Рис. 1. 4. Энергетическая диаграмма уединённого атома 1. 2. Понятие об энергетических уровнях и зонах Рис. 1. 4. Энергетическая диаграмма уединённого атома

Рис. 1. 5. Энергетическая диаграмма кристалла 16 Рис. 1. 5. Энергетическая диаграмма кристалла

Рис. 1. 6. Схема расщепления энергетических уровней 17 Рис. 1. 6. Схема расщепления энергетических уровней

Пояснение процесса образования энергетических зон в кристалле 18 Пояснение процесса образования энергетических зон в кристалле

Энергетические диаграммы материалов электроники Рис. 1. 7 1 9 Энергетические диаграммы материалов электроники Рис. 1.

Рис. 1. 8. Энергетическая диаграмма полупроводника типа ii 20 Рис. 1. 8. Энергетическая диаграмма полупроводника типа ii

Классификация полупроводниковых материалов по составу и свойствам По составу: ► простые (элементарные) Ge, Si, Классификация полупроводниковых материалов по составу и свойствам По составу: ► простые (элементарные) Ge, Si, Se , …, … ; ; ► на основе бинарных соединений AA mm BB nn ; ; ► трёхкомпонентные твёрдые растворы AA xx BB 11 –x–x CC , , ACAC yy DD 11 –y–y ; ; ► четырёхкомпонентные твёрдые растворы AA xx BB 11 –x–x CC yy DD 11 –y–y. . По свойствам: ► собственные полупроводники ( ii –– типа ), ), ► электронные полупроводники ( nn –типа ), ), ► дырочные полупроводники (( pp –типа ). ).

Продолжение 22 Продолжение

1. 3. Кристаллическая решётка Рис. 1. 9. 23 1. 3. Кристаллическая решётка Рис. 1. 9.

Рис. 1. 10. Типы элементарных ячеек 2 4 Рис. 1. 10. Типы элементарных ячеек

Рис. 1. 11. Примеры ячеек кристаллических решёток 25 Рис. 1. 11. Примеры ячеек кристаллических решёток

Рис. 1. 12. Индексы Миллера 26 Рис. 1. 12. Индексы Миллера

Рис. 1. 13. Кристаллические решётки полупроводников 27 Рис. 1. 13. Кристаллические решётки полупроводников

Рис. 1. 14. Типы химических связей в кристаллах 28 Рис. 1. 14. Типы химических связей в кристаллах

Рис. 1. 15. Дефекты кристаллической решётки 29 Рис. 1. 15. Дефекты кристаллической решётки

Рис. 1. 16. Дефекты кристаллической решётки 3 0 Рис. 1. 16. Дефекты кристаллической решётки

1. 4. Основные выводы по разделу 1. • Основные полупроводниковые материалы, используемые в 1. 4. Основные выводы по разделу 1. • Основные полупроводниковые материалы, используемые в электронике, – кремний, германий и арсенид галлия, – имеют кристаллическую решётку типа алмаза. Для неё характерна ковалентная химическая связь. • В полупроводнике присутствуют свободные носители заряда двух типов, – электроны проводимости и дырки.

2. Свойства полупроводников 2. 1. Собственный полупроводник Рис. 2. 1 32 2. Свойства полупроводников 2. 1. Собственный полупроводник Рис. 2.

2. 2. Определение равновесной концентрации зарядов в собственном полупроводнике 33 2. 2. Определение равновесной концентрации зарядов в собственном полупроводнике 33 (2. 1) (2. 2) (2. 3) (2. 4) (2. 5)

2. 2. Продолжение (2. 6) (2. 7) (2. 8) 34 2. 2. Продолжение (2. 6) (2. 7) (2. 8)

2. 3. Функция распределения Ферми-Дирака Рис. 2. 2 35 2. 3. Функция распределения Ферми-Дирака Рис. 2.

2. 4. Вероятность распределения электронов по энергетическим уровням в полупроводнике Рис. 2. 3. 36 2. 4. Вероятность распределения электронов по энергетическим уровням в полупроводнике Рис. 2. 3.

2. 5. Уровень Ферми в собственном полупроводнике 37 (2. 9) (2. 10) 2. 5. Уровень Ферми в собственном полупроводнике 37 (2. 9) (2. 10)

2. 6. Эффективные массы электрона и дырки 3838 2. 6. Эффективные массы электрона и дырки

Пояснение эффективной массы электрона В вакууме свободный электрон движется с ускорением аа = = Пояснение эффективной массы электрона В вакууме свободный электрон движется с ускорением аа = = EE // mm оо ee в поле EE. . Электрон в кристалле движется с ускорением а а = = EE // mm nn , , где mm nn – эффективная масса электрона, учитывающая взаимодействие электрона с полем кристаллической решётки. Величина mm nn зависит от направления движения электрона, так как электрон движется в разных направлениях в переменных полях с различными периодами, образуемых узлами кристаллической решётки, (см. рис. ). Учитывая все возможные направления движения электрона и усредняя ускорение, приходим к понятию эффективной массы mm nn. . Аналогичные рассуждения можно провести по отношению к дырке и прийти к понятию эффективной массы дырки mm pp. Очевидно, mm nn ≠ ≠ mm pp. .

2. 7. Примесные полупроводники Определение понятия примесного полупроводника. Примеси в простых полупроводниках. Примеси 2. 7. Примесные полупроводники Определение понятия примесного полупроводника. Примеси в простых полупроводниках. Примеси в сложных полупроводниках. Электронные (типа nn ) и дырочные (типа pp ) полупроводники.

2. 8. Полупроводник типа nn 4 1 Рис. 2. 4 2. 8. Полупроводник типа nn 4 1 Рис. 2.

2. 9. Полупроводник типа pp 42 Рис. 2. 5 2. 9. Полупроводник типа pp 42 Рис. 2.

2. 10. Соотношения между концентрациями подвижных зарядов в примесных полупроводниках 43 2. 11 2. 2. 10. Соотношения между концентрациями подвижных зарядов в примесных полупроводниках 43 2. 11 2. 12 2. 13 2.

2. 10. Продолжение 44 (2. 15) (2. 16) (2. 17) (2. 18) (2. 19) (2. 2. 10. Продолжение 44 (2. 15) (2. 16) (2. 17) (2. 18) (2. 19) (2. 20)

2. 11. Зависимости равновесных концентраций подвижных зарядов от степени легирования полупроводников примесями 45 Рис. 2. 2. 11. Зависимости равновесных концентраций подвижных зарядов от степени легирования полупроводников примесями 45 Рис. 2.

2. 12. Уровни Ферми в примесных полупроводниках, ln i n EFn n n k. TWW 2. 12. Уровни Ферми в примесных полупроводниках, ln i n EFn n n k. TWW 46 (2. 21)Рис. 2. 7. Полупроводник n – типа

2. 12. Продолжение, ln i p EFp n p k. TWW 47 (2. 22)Рис. 2. 2. 12. Продолжение, ln i p EFp n p k. TWW 47 (2. 22)Рис. 2. 8. Полупроводник p – типа

2. 13. Зависимость уровней Ферми от концентраций примесей 48 Рис. 2. 9 2. 13. Зависимость уровней Ферми от концентраций примесей 48 Рис. 2.

2. 14. Механизмы образования подвижных зарядов а б в 49 Рис. 2. 10 2. 14. Механизмы образования подвижных зарядов а б в 49 Рис. 2.

2. 15. Основные и неосновные носители зарядов 50 а б. Рис. 2. 11 2. 15. Основные и неосновные носители зарядов 50 а б. Рис. 2.

2. 16. Токи в полупроводнике. 2. 16. 1. Ток дрейфа. 51 (2. 23) (2. 2. 16. Токи в полупроводнике. 2. 16. 1. Ток дрейфа. 51 (2. 23) (2. 24) (2. 25) (2. 26) (2. 27)

2. 16. 2. Электропроводность полупроводников в электрическом поле а б в 52 Рис. 2. 12 2. 16. 2. Электропроводность полупроводников в электрическом поле а б в 52 Рис. 2.

2. 16. 3. Ток диффузии. Полный ток. 53 (2. 28) (2. 29) (2. 30) (2. 2. 16. 3. Ток диффузии. Полный ток. 53 (2. 28) (2. 29) (2. 30) (2. 31)

2. 17. Время жизни неравновесных зарядов 54(2. 32) (2. 33)Рис. 2. 13 а б 2. 17. Время жизни неравновесных зарядов 54(2. 32) (2. 33)Рис. 2. 13 а б

2. 18. Диффузионная длина неравновесных зарядов 55(2. 34) (2. 35)Рис. 2. 14 а б 2. 18. Диффузионная длина неравновесных зарядов 55(2. 34) (2. 35)Рис. 2. 14 а б

2. 4. Влияние поверхностных состояний 56 Рис. 2. 13 2. 4. Влияние поверхностных состояний 56 Рис. 2.

2. 5. Эффект внешнего поля 57 2. 5. Эффект внешнего поля

Рис. 2. 15. Термическая ионизация (эффект Френкеля) 58 Рис. 2. 15. Термическая ионизация (эффект Френкеля)

Рис. 2. 16. Эффект Зинера (туннельный эффект) 59 Рис. 2. 16. Эффект Зинера (туннельный эффект)

2. 6. Основные выводы по разделу 2 • В полупроводнике, находящемся в состоянии 2. 6. Основные выводы по разделу 2 • В полупроводнике, находящемся в состоянии равновесия, распределение электронов по энергетическим уровням соответствует распределению Ферми–Дирака. • По типу электропроводности полупроводники разделяются на собственные (полупроводники i –типа), электронные (полупроводники п –типа) и дырочные (полупроводники р –типа). • Существует два вида направленного движения свободных носителей заряда в полупроводнике, – дрейф и диффузия. • Под действием внешнего электрического поля могут изменяться концентрации свободных носителей заряда в приповерхностном слое полупроводникового кристалла.

3. Контактные явления. Контакты металл–полупроводник. 3. 1. 1. Работа выхода. 61 3. Контактные явления. Контакты металл–полупроводник. 3. 1. 1. Работа выхода.

Контактные явления. Работа выхода и контактная разность потенциалов 62 Контактные явления. Работа выхода и контактная разность потенциалов

Контакт металла с полупроводниками n – типа 63 Контакт металла с полупроводниками n – типа

3. 1. 2. Потенциальные барьеры на границе токопроводящих материалов и вакуума 64 3. 1. 2. Потенциальные барьеры на границе токопроводящих материалов и вакуума

3. 2. 1. Виды контактов металл–полупроводник. Условия реализации Таблица 3. 1 65 3. 2. 1. Виды контактов металл–полупроводник. Условия реализации Таблица 3.

3. 2. 2. Виды контактов металл–полупроводник. Выпрямляющие контакты 66 3. 2. 2. Виды контактов металл–полупроводник. Выпрямляющие контакты

3. 2. 3. Виды контактов металл–полупроводник. Омические контакты. 67 3. 2. 3. Виды контактов металл–полупроводник. Омические контакты.

3. 2. 4. Вольтамперные характеристики контактов металл –полупроводник 68 3. 2. 4. Вольтамперные характеристики контактов металл –полупроводник

Рис. 3. 8. Выпрямление на контакте металла с полупроводником n – типа 69 Рис. 3. 8. Выпрямление на контакте металла с полупроводником n – типа

Формулы для контактов металл –полупроводник 70 Формулы для контактов металл –полупроводник

Преобразование выражений (3. 13… 3. 16) 71 Преобразование выражений (3. 13… 3. 16)

Выражения для δ 0 и С 0 72 Выражения для δ 0 и С

Рис. 3. 9. Графики Δφ ( U), I(U), δ (U) и C(U) 73 Рис. 3. 9. Графики Δφ ( U), I(U), δ (U) и C(U)

Нормирование функций δ ( U), Δφ (U) и С( U ) 74 Нормирование функций δ ( U), Δφ (U) и С( U )

Рис. 3. 10. Графики нормированных функций δ ( U), Δφ (U) и С( Рис. 3. 10. Графики нормированных функций δ ( U), Δφ (U) и С( U )

3. 3. Основной вывод по разделу 3 • Существует два вида переходов металл–полупроводник, 3. 3. Основной вывод по разделу 3 • Существует два вида переходов металл–полупроводник, – выпрямляющие переходы и омические контакты. Выпрямляющие переходы обладают свойством односторонней проводимости. Омические контакты не обладают таким свойством.

4. Электронно-дырочный переход 4. 1. Структура электронно-дырочного перехода Рис. 4. 1. 77 4. Электронно-дырочный переход 4. 1. Структура электронно-дырочного перехода Рис. 4. 1.

4. 2. Электронно–дырочный переход в состоянии равновесия 4. 2. 1. Контакт двух 4. 2. Электронно–дырочный переход в состоянии равновесия 4. 2. 1. Контакт двух полупроводников. Рис. 4. 2. Образование p –n– перехода

4. 2. 2. Факторы динамического равновесия Рис. 4. 3 79 4. 2. 2. Факторы динамического равновесия Рис. 4.

4. 2. 3. Равновесное состояние перехода Рис. 4. 4 80 4. 2. 3. Равновесное состояние перехода Рис. 4.

4. 2. 4. Распределение зарядов в p –n– переходе 81 Рис. 4. 5 4. 2. 4. Распределение зарядов в p –n– переходе 81 Рис. 4.

Формулы к рис. 4. 5 . ïðè , 0ïðèexp , Формулы к рис. 4. 5 . ïðè , 0ïðèexp , ïðè , 0ïðèexp nn n T npp p T ppp p xp xx p xp . ïðè , 0ïðèexp , ïðè , 0ïðèexp pp p T nnp n nn n T nnn n xn x x n xn 82 (4. 2) (4. 3)

4. 2. 5. Распределение поля и потенциала в p –n– переходе 83 Рис. 4. 4. 2. 5. Распределение поля и потенциала в p –n– переходе 83 Рис. 4. 6 а б в

Формулы к рис. 4. 6 76 (4. 4) (4. 5) 84 Формулы к рис. 4. 6 76 (4. 4) (4. 5)

4. 2. 6. Энергетическая диаграмма p –n– перехода в равновесном состоянии 85 Рис. 4. 2. 6. Энергетическая диаграмма p –n– перехода в равновесном состоянии 85 Рис. 4.

Формулы для равновесного p –n– перехода 86 Формулы для равновесного p –n– перехода

4. 2. 7. Энергетическая диаграмма p –n– перехода при U 0 87 4. 2. 7. Энергетическая диаграмма p –n– перехода при U > 0 87 Рис. 4.

4. 2. 8. Энергетическая диаграмма p –n- перехода при U 0 88 4. 2. 8. Энергетическая диаграмма p –n- перехода при U < 0 88 Рис. 4.

Формулы для неравновесного состояния перехода 89 Формулы для неравновесного состояния перехода

4. 3. Прямое и обратное включение р–п –перехода 90 Рис. 4. 10 4. 3. Прямое и обратное включение р–п –перехода 90 Рис. 4.

4. 4. Инжекция и экстракция. Вольт–амперная характеристика р–п –перехода Рис. 4. 11. 00 , 4. 4. Инжекция и экстракция. Вольт–амперная характеристика р–п –перехода Рис. 4. 11. 00 , pppnnn nnnppp (4. 15)

Аналитическое представление ВАХ. 1 exp 0 k. Te. U II, 000 Аналитическое представление ВАХ. 1 exp 0 k. Te. U II, 000 p n n n p pn L D p L D e. SI. 000 p n n n p p n w D p w D e. SI (4. 16) (4. 17) (4. 18)

Вольтамперная характеристика p –n– перехода Рис. 4. 1293 Вольтамперная характеристика p –n– перехода Рис. 4.

4. 5. Барьерная и диффузионная ёмкости р–п –перехода (4. 19) (4. 20) (4. 21) 4. 5. Барьерная и диффузионная ёмкости р–п –перехода (4. 19) (4. 20) (4. 21)

Нормированные функции δ , Δφ , С и Е 95 Нормированные функции δ , Δφ , С и Е

Графики нормированных функций 96 Графики нормированных функций

4. 5. Барьерная и диффузионная ёмкости р–п –перехода k. Te. U k. Te. I 4. 5. Барьерная и диффузионная ёмкости р–п –перехода k. Te. U k. Te. I d. U d. I exp 0 d. U d. Q C д (4. 19) d. U d. Id. Q C д (4. 20) (4. 22) d. I d. Q (4. 23) k. Te. U k. Te. I C д exp 0 (4. 24) k. Te. U e. I k. T d. Id. U r д exp 0 (4. 26) UNN NNe SC да да б к 01 2 (4. 25)

Рис. 4. 6. Рис. 4. 7. 9 8 Рис. 4. 6. Рис. 4. 7.

4. 6. Инерционные свойства р–п –перехода Рис. 4. 8. 9 9 4. 6. Инерционные свойства р–п –перехода Рис. 4. 8.

4. 6. Основные выводы по разделу 4 • В р–п –переходе образуются обеднённый слой, 4. 6. Основные выводы по разделу 4 • В р–п –переходе образуются обеднённый слой, внутреннее электрическое поле и потенциальный барьер. • При прямом включении р–п –переход обладает малым сопротивлением, а при обратном включении – большим сопротивлением. • Вольт–амперная характеристика р–п –перехода нелинейна. • Электронно–дырочный переход обладает барьерной и диффузионной ёмкостями. Барьерная ёмкость обусловлена зарядами примесных ионов, сосредоточенными в обеднённом слое. Диффузионная ёмкость обусловлена неравновесными свободными носителями заряда, сконцентрированными вне обеднённого слоя.

5. Физические явления, вызывающие отклонения от идеализированной модели р–п –перехода 5. 1. Тепловой пробой 5. Физические явления, вызывающие отклонения от идеализированной модели р–п –перехода 5. 1. Тепловой пробой Рис. 5. 1. Рис. 5. 2.

оп оп обробрпод exp Tk. T TTW IUP (5. 1) T R TT оп оп обробрпод exp Tk. T TTW IUP (5. 1) T R TT P оп отв (5. 2) Sd R T (5. 3) обр оmaxп, maxобр, IR TT U T (5. 4)

5. 2. Электрический (лавинный) пробой Рис. 5. 3) m UUM проб/1 1 (5. 5) 5. 2. Электрический (лавинный) пробой Рис. 5. 3) m UUM проб/1 1 (5. 5)

5. 3. Туннельный эффект Рис. 5. 4. 84 5. 3. Туннельный эффект Рис. 5. 4.

Рис. 5. 5. 85 Рис. 5. 5.

5. 4. Основные выводы по разделу 5 • Тепловой пробой р–п –перехода обусловлен увеличением 5. 4. Основные выводы по разделу 5 • Тепловой пробой р–п –перехода обусловлен увеличением концентраций свободных носителей заряда, сопровождающимся увеличением температуры полупроводника. • Лавинный пробой р–п –перехода обусловлен увеличением концентраций свободных носителей заряда, происходящим в результате ударной ионизации атомов полупроводника. • Туннельный пробой р–п –перехода обусловлен проникновением электронов сквозь потенциальный барьер, что возможно при больших значениях концентраций примесей в р – и п –области, а также при большом по модулю обратном напряжении, приложенном к переходу.

6. Гетеропереходы 8 7 6. Гетеропереходы

apдnдa даpn NNNq. N NN 02 02 (6. 2) 21 вп. WWWW(6. 1) apдnдa даpn NNNq. N NN 02 02 (6. 2) 21 вп. WWWW(6. 1) q WW 2 Ф 1 Ф 0 (6. 3)

Основной вывод по разделу 6 • Переходы между полупроводниками с различной шириной запрещённой зоны Основной вывод по разделу 6 • Переходы между полупроводниками с различной шириной запрещённой зоны обладают свойством односторонней проводимости.

7. Фотоэлектрические явления 7. 1. Воздействие оптического излучения на полупроводник Рис. 7. 1. 7. Фотоэлектрические явления 7. 1. Воздействие оптического излучения на полупроводник Рис. 7. 1. ch h. E ф (7. 1)

7. 2. Фотопроводимостьxx фexp 0 (7. 2) x. NR dxd. N ф0 ф exp 7. 2. Фотопроводимостьxx фexp 0 (7. 2) x. NR dxd. N ф0 ф exp 1 (7. 3) pnq pnф (7. 4) ф. I K (7. 5) UK K уд, (7. 6)

Рис. 7. 2. Рис. 7. 3. Рис. 7. 2. Рис. 7. 3.

7. 3. Фотогальванический эффект Рис. 7. 7. Рис. 7. 8. 7. 3. Фотогальванический эффект Рис. 7. 7. Рис. 7. 8.

ф0 1 exp I k. Tq. U II (7. 8) 1 ln 0 ф0 1 exp I k. Tq. U II (7. 8) 1 ln 0 ф ф II qk. T U (7. 7) Рис. 7. 9.

7. 4. Основные выводы по разделу 7 • Под действием светового облучения может происходить 7. 4. Основные выводы по разделу 7 • Под действием светового облучения может происходить увеличение проводимости полупроводника. • При световом облучении р–п–перехода в нём возникает фото–ЭДС.

8. Термоэлектрические явления в полупроводниках 8. 1. Эффект Зеебека. TET (8. 1) Рис. 8. 8. Термоэлектрические явления в полупроводниках 8. 1. Эффект Зеебека. TET (8. 1) Рис. 8. 1.

Рис. 8. 2. нн RR T RR U I T (8. 2) н 22 Рис. 8. 2. нн RR T RR U I T (8. 2) н 22 н 2 R RR T RIP T (8. 3)

8. 2. Эффект Зеебека. It. QП (8. 4) TT (8. 5) Рис. 8. 3. 8. 2. Эффект Зеебека. It. QП (8. 4) TT (8. 5) Рис. 8. 3. Рис. 8. 4.

8. 3. Основные выводы по разделу 8 • При различной температуре контактов в цепи 8. 3. Основные выводы по разделу 8 • При различной температуре контактов в цепи с термоэлементом появляется ЭДС. • При пропускании постоянного тока в спаях термоэлемента происходит поглощение и выделение тепла.

9. Гальваномагнитный эффект Холла Рис. 9. 1. q. VBq. E (9. 1) VBE (9. 9. Гальваномагнитный эффект Холла Рис. 9. 1. q. VBq. E (9. 1) VBE (9. 2) jbdj. SI (9. 3) 0 Eqnqn. Vj (9. 4)

Рис. 9. 2. qnd IB b. EU Х (9. 5) d. IB RU Х Рис. 9. 2. qnd IB b. EU Х (9. 5) d. IB RU Х (9. 6) qn A R (9. 7) 222 np np npq np. A R (9. 8) np np qn A R (9. 9)

Основной вывод по разделу 9 • Под действием постоянного магнитного поля в полупроводнике возникает Основной вывод по разделу 9 • Под действием постоянного магнитного поля в полупроводнике возникает ЭДС.

10. Электронная эмиссия 10. 1. Термоэлектронная эмиссия Ф 0 вых WWW (10. 1) 10. Электронная эмиссия 10. 1. Термоэлектронная эмиссия Ф 0 вых WWW (10. 1)

н э. P I H (10. 3) k. TW ATj вых2 э exp (10. н э. P I H (10. 3) k. TW ATj вых2 э exp (10. 2)

10. 2. Вторичная эмиссия 1 2 n n (10. 4) 10. 3. Автоэлектронная эмиссия 10. 2. Вторичная эмиссия 1 2 n n (10. 4) 10. 3. Автоэлектронная эмиссия

10. 4. Фотоэлектронная эмиссия вых2 2 Whm. V (10. 6) s. I ф (10. 10. 4. Фотоэлектронная эмиссия вых2 2 Whm. V (10. 6) s. I ф (10. 5)

10. 5. Основные выводы по разделу 10 • В электровакуумных приборах используются 4 вида 10. 5. Основные выводы по разделу 10 • В электровакуумных приборах используются 4 вида электронной эмиссии: 1) термоэлектронная эмиссия, – эмиссия электронов из катода под действием тепловой энергии; 2) вторичная электронная эмиссия, – эмиссия электронов, происходящая при бомбардировке поверхности катода потоками электронов или ионов; 3) автоэлектронная эмиссия, – эмиссия электронов из катода под действием электрического поля; 4) фотоэлектронная эмиссия, – эмиссия электронов из катода под действием светового облучения.

11. Электрический разряд в газе 11. 1. Взаимодействие частиц в газовой среде Рис. 11. 11. Электрический разряд в газе 11. 1. Взаимодействие частиц в газовой среде Рис. 11. 1.

Рис. 11. 2 Рис. 11. 3. Рис. 11. 2 Рис. 11. 3.

11. 2. Виды электрических разрядов Рис. 11. 4. Рис. 11. 5. 11. 2. Виды электрических разрядов Рис. 11. 4. Рис. 11. 5.

Рис. 11. 6. Рис. 11. 6.

11. 3. Основной вывод по разделу 11 • Различают 4 вида электрических разрядов в 11. 3. Основной вывод по разделу 11 • Различают 4 вида электрических разрядов в газе: тихий разряд, тлеющий разряд, дуговой разряд и коронный разряд.

ЛИТЕРАТУРА 1. 1. Пасынков В. В. , Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы. – ЛИТЕРАТУРА 1. 1. Пасынков В. В. , Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы. – – СПб. : Издательство «Лань» , 2003. 2. 2. Петров К. С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника. – – СПб. : Питер, 2003. 3. 3. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники. – М. : Лаборатория Базовых Знаний, 2000. 4. Электронные приборы/ В. Н. Дулин, Н. А. Аваев, В. П. Дёмин и др. ; Под ред. Г. Г. Шишкина. – М. : Энергоатомиздат, 1989. 5. 5. Фридрихов С. А. , Мовнин С. М. Физические основы электронной техники. – М. : Высшая школа, 1982. 6. 6. Батушев В. А. Электронные приборы. – М. : Высшая школа, 1980. 7. 7. Арефьев А. С. , Рудь В. В. Физические основы электроники. –Самара: ООО «САМБР» , 2006. – 52 с.