Электронные цепи и приборы (шпаргалка)

  • Просмотров 5760
  • Скачиваний 302
  • Размер файла 878
    Кб

1. Зонная модель полупроводника. К полупроводникам (ПП) относятся вещества, занимающие по величине удельной электрической проводимости промежуточное положение между металлами и диэлектриками. Их удельная электрич. проводимость лежит в пределах от 10-8 до 105 см/м и в отличие от металлов она возрастает с ростом темпер-ры. ПП представляют собой достаточно многочисленную группу веществ. К ним относятся химич. элементы: германий (Ge),

кремний (Si), бор, углерод, фосфор, сера, мышьяк, селен, серое олово, теллур, йод, некоторые химич. соед-ния и многие органич. вещества. В электронике находят применение ограниченное кол-во полупроводниковых материалов. Это, прежде всего Si, Ge, и арсенид галлия. Применяемые в электронике ПП имеют весьма совершенную кристаллическую структуру. Их атомы размещены в пространстве в строго периодической последовательности на постоянных

расстояниях друг от друга, образуя кристалл-ую решетку. Решетка наиболее распространенных в электронике полупроводников – Ge и Si – имеет структуру алмазного типа. В такой реш. каждый атом вещества окружен четырьмя такими же атомами, находящимися в вершинах правильного тетраэдра. Каждый атом, находящийся в кристаллической решетке, электрически нейтрален. Силы, удерживающие атомы в узлах решетки, имеют квантово-механический

характер; они возникают за счет обмена взаимодействующих атомов валентными электронами. Подобная связь атомов носит название ковалентной связи, для ее создания необходима пара электронов. В Ge и Si, являющихся 4х-валентными элементами, на наружной оболочке имеется по четыре ковалентные связи с четырьмя ближайшими, окружающими его атомами. рис. 1. рис. 2. На рис. 1 показ. условн. изображ. кристалич. решетки Si на плоскости: 1 – атом

кремния, 2 – ковалентная связь, образованная одним электроном. На рис. 2 показ. образование свободного электрона под действием тепловой энергии: 1 – нарушенная ковалентн. связь, 2 – свободный электрон, 3 – незаполненная связь (дырка). рис. 3. EV – энергетич. уровень (max энергия связанного электрона), Ed – энергия донора, Ec – зона проводимости (min энергия свободного электрона), Eg – ширина запрещенной зоны. EF – уровень Ферми, вероятность