Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

1. При внесении примесей увеличивается количество свободных электронов или дырок и сопротивление полупроводника уменьшается.

2. При деформации полупроводника в холодном состоянии искажается кристаллическая решётка, и сопротивление проводника увеличивается.

3. При увеличении температуры, увеличивается количество электронов и дырок, за счёт передачи тепловой энергии электронам и разрыва ковалентных связей, и сопротивление полупроводника уменьшается.

4. При воздействии светового потока, осуществляется переход электронов в свободное состояние, за счёт передачи энергия света, и сопротивление полупроводника уменьшается. При этом энергия, предаваемая каждому электрону, зависит от частоты световых колебаний, а с увеличением яркости света (силы света) возрастает число поглощающих свет электронов.

5. При воздействии магнитного поля на полупроводник происходит искривление траектории движения электронов, и электропроводность полупроводника изменяется.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД ( p - n -переход)

 

Электронно-дырочный переход ( p - n -переход) – это слой в полупроводниковом материале между двумя областями с различными типами электропроводности (одна может быть металлом).

Получение p-n- перехода.

1.

p

n

Si

Al

Сплавной контакт между двумя полупроводниками разного типа электропроводности. В результате образуется некоторая площадь соприкосновения. Такие переходы могут быть использованы на большие токи (более 10А) и большие обратные напряжения (до 1 кВ).

2.

Ед

+ + + + + + + +

- -  - -  - -  - -

+

-

р

п

-

+

p

n

Si

W

Контакт между пластинкой полупроводника и металлическим остриём. В результате образуется малая площадь соприкосновения. Такие переходы могут быть использованы на малые токи (n∙10мкА) и малые обратное напряжения (n∙10В).

В n-полупроводнике много электронов, а в p-полупроводнике много дырок и между полупроводниками начинается обмен носителями заряда. При этом оставляя в приконтактной области некомпенсированный заряд ионов (положительный в полупроводнике n-типа и отрицательный в полупроводнике p-типа). Область раздела оказывается обедненной свободными носителя заряда и, не смотря на малую ширину (10^-6-10^{-8 м), обладает большим сопротивлением, во много раз больше остальной части полупроводника. В результате образуется местное электрическое поле Е}_д, которое препятствует дальнейшему диффузионному потоку носителей заряда.

Работа p-n- перехода.

1.

Ед

-

+

Евн

+ + + +

-  -  -  -

+

-

р

п

-

+

Ед

+

-

Евн

+ + + + + + + + + + + +

- - -  - - -  - - -  - - -

+

-

р

п

-

+

Обратное включение. Если к p - n -переходу приложить внешнее напряжение «+» к n-области, а «-» к p-области, напряжённость внешнего электрического поля Е_вн совпадает с местным. Основные носители будут перемещаться от границы раздела, расширяя область раздела и сопротивление перехода сильно возрастёт. Через p - n -переход будет походить малый обратный ток I _обр ,, созданный неосновными носителями.

2. Прямое включение. Если к p - n -переходу приложить внешнее напряжение «-» к n-области, а «+» к p-области, напряжённость внешнего электрического поля Е_вн не совпадает с местным. Основные носители будут перемещаться к границе раздела, ссужая область раздела и сопротивление перехода резко уменьшается. Через p - n -переход будет походить большой прямой ток I _пр ,, созданный основными носителями.

Воль - амперная характеристика (ВАХ) p - n -перехода.

Воль - амперная характеристика (ВАХ) – это зависимость тока проходящего через p - n -переход и внешним напряжением.

1.

Iобр

Uобр.max

1

2

3

Iпр

Uпр

I=Iобр(e40U-1)

Электрический пробой. Сильное электрическое поле срывает электроны с орбит, образуя дополнительные пары неосновных носителей заряда, и ток в обратном направлении начинает увеличиваться.

2. Лавинный пробой. Разогнавшиеся в электрическом поле электроны способны ионизировать нейтральные атомы, образуя дополнительные пары неосновных носителей, которые также способны к ионизации и т.д. Ток быстро возрастает при малом изменении напряжения.

Электрический и лавинный пробои обратимые.

3. Тепловой пробой. Переход перегревается из-за больших токов и начинается термогенерация электронов. Переход может выгореть, и такой пробой необратим.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

1. Германий (Ge). Твёрдый кристаллический хрупкий материал с металлическим блеском (содержание в земной коре 0,001%).

Свойства:

- рабочая температура полупроводниковых приборов от -60 до 80 ⁰С;

- не взаимодействует с водой;

- высокая коррозийная стойкость (до 600 ⁰С);

- не прозрачен для видимого света и относительно прозрачен для инфракрасных лучей при длине волны более 1,8 мкм.

Применение: полупроводниковые приборы, фотоэлементы, тензодатчики, детекторы ядерного излучения.

2. Кремний (Si). Кристаллический материал тёмно-серого света с металлическим блеском, самый распространенный в природе после кислорода (содержание в земной коре 29,5%).

Свойства:

- рабочая температура полупроводниковых приборов от -60 до 200 ⁰С;

- не взаимодействует с водой;

- высокая коррозийная стойкость (до 900 ⁰С);

- химически устойчив при комнатной температуре, не реагирует с многими кислотами в любой концентрации, и растворяется в кипящих щелочах;

- не прозрачен для видимого света и относительно прозрачен для инфракрасных лучей при длине волны более 1,2 мкм.

Применение: базовый элемент полупроводниковой электроники (полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы), фотоэлементы солнечных батарей, тензодатчики, детекторы ядерного излучения, раскислитель при производстве стали.

3. Селен (Se). Кристаллический материал различной окраски в зависимости от строения, в природе встречается редко и в малых концентрациях (содержание в земной коре 6∙10^-6 %).

Свойства:

- рабочая температура полупроводниковых приборов от -60 до 75 ⁰С;

- не взаимодействует с водой до 100-150 ⁰С;

- не окисляется при комнатной температуре;

- растворяется в щелочах с образование солей;

- спектральные характеристики почти совпадают со спектральной характеристикой глаза;

- прозрачен для инфракрасных лучей.

Применение: полупроводниковые приборы, фотоэлементы, защитные покрытия в приборах инфракрасного диапазона, краситель для красок, пластмасс, резин и керамики.

4. Карбид кремния (SiC). Хрупкий поликристаллический бесцветный материал, в природе встречается крайне редко в виде минерала муасанита.

Свойства:

- высокая твёрдость (немного уступает алмазу);

- при содержании кремния Si более 70% обладает электронной проводимостью, а при содержании углерода С более 30% – дырочной;

- при легировании элементами V группы, окрашивается в зелёный свет, а при легировании элементами II и III групп, окрашивается в голубой или тёмно-фиолетовый свет;

- нелинейная зависимость между током и напряжением;

- рабочая температура полупроводниковых приборов до 700 ⁰С.

- высокая коррозийная стойкость (до 1400 ⁰С);

- высокая химическая стойкость, при комнатной температуре не взаимодействует с кислотами, при нагревании растворяется в расплавах щелочей, а так же взаимодействует с ортофосфорной кислотой (Н₃РО₄);

Применение: варисторы (нелинейные резисторы), светодиоды, высокотемпературные диоды, транзисторы, для механической обработки материалов.