Основы электроники
(полупроводниковые приборы)

Дополнительные Материалы:

Москатов Е. А. Электронная техника. Издание 2

Электроника - Лекции.rar

Курслекций по электронике.rar

В.А.Прянишников Электроника Курс лекций.djvu

Забродин Ю.С. Промышленная электроника.djvu

Задачи с практики по электронике.zip

Искусство схемотехники П.Хоровиц.У.Хилл.1986.1-ой том.djvu

Искусство схемотехники П.Хоровиц.У.Хилл.1986.2-ой том.djvu

Полуупроводниковая схемотехника.djvu

Электротехнические устройства радиосистем.djvu

DJVU программа для WinXP , Win98
и плагин для браузера

Материал для изучения:

Металлы, Диэлектрики, Полупроводники
Полупроводниковые материалы в металлургии
, Электропроводность диэлектриков
Электротехнические материалы
Основы физической теории полупроводников

Свойства полупроводников
Свойства P-N перехода и диодов
Свойства диодов
Свойства биполярного транзистора
Свойства полевого транзистора

Свойства полупроводников

Полупроводники - широкий класс веществ, характеризующийся значениями удельной электропроводности, лежащей в диапазоне между удельной электропроводностью металлов и хороших диэлектриков, то есть эти вещества не могут быть отнесены как к диэлектрикам (так как не являются хорошими изоля-торами), так и к металлам (не являются хорошими проводниками электрического тока). К полупроводникам относят такие вещества как германий, кремний, селен, теллур, а также некоторые оксиды, сульфиды и сплавы металлов.

Если считать, что электропроводность металлов порядка 106-104 1/Ом*см, а изоляторов меньше 10- 10 Ом- 1 " см- 1, то удельная проводимость полупроводников находится в интервале 1010-103 1/Ом*см-. Таким образом, проводимость полупроводников промежуточна между металлами, с одной стороны, и изоляторами - с другой.

Полупроводники - особый класс кристаллов со многими специфическими особенностями:

1) положительный температурный коэффициент электропроводности, то есть с повышением температуры электропроводность полупроводников растет;

2) удельная проводимость полупроводников меньше, чем у металлов, но больше, чем у изоляторов;

3) большие значения термоэлектродвижущей силы по сравнению с металлами;

4) высокая чувствительность свойств полупроводников к ионизирующим излучениям;

5) способность резкого изменения физических свойств под влиянием ничтожно малых концентраций примесей;

6) эффект выпрямления тока или неомическое поведение на контактах.

При повышениии температуры удельное сопротивление полупроводников уменьшается, в отличие от металлов, у которых удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается. Как правило в широком интервале температур возрастание это происходит экспоненционально. Удельное сопротивление полупроводниковых кристаллов может также уменьшаться при воздействии света или сильных электронных полей. Свойство односторонней проводимости контакта двух полупроводников. Именно это свойство используется при создании разнообразных полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, тиристоров и др. Контакты различных полупроводников в определенных условиях при освещении или нагревании являются источниками фото - эдс или, соответственно, термо - эдс.

Типы проводимости

Один и тот же полупроводник обладает либо электронной, либо дырочной проводимостью - это зависит от химического состава введенных примесей. Примеси оказывают сильное воздействие на электропроводимость полупроводников: так, например, тысячные доли процентов примесей могут в сотни тысяч раз уменьшить их сопротивление. Этот факт, с одной стороны, указывает на возможность изменение свойств полупроводников, с другой стороны, он свидетельствует о трудностях технологии при изготовлении полупроводниковых материалов с заданными характеристиками.

Два типа влияния примесей на электропроводимость полупроводников:

Электронная проводимость.

Добавка в германий примесей, богатых электронами, например мышьяка или сурьмы, позволяет получить полупроводник с электронной проводимостью или полупроводник n - типа ( от латинского слова "негативус" - "отрицательный"). Рассмотрим картину электронных связей при отсутствии теплового движения - 0К . Один из валентных электронов мышьяка не участвует в связях с другими атомами. При повышении температуры электрон может быть оторван от атома и тем самым создает электронную проводимость.
Примеси, создающие такую электропроводимсть, называют донорами.

Дырочная проводимость

Добавка в тот же германий алюминия, галлия или индия создает в кристалле избыток дырок. Тогда полупроводник будет обладать дырочной проводимостью - полупроводник p - типа.
Дырочная примесная электропроводимость создется атомами имеющими меньшее количество валентных электронов, чем основные атомы. Рассмотрим электронные связи германия с примесью бора. При 0 К все связи укомплектованны, только у бора не хватает одной связи. Однако при повышении температуры бор может насытить свои связи за счет электронов соседних атомов.
Подобные примеси называются акцепторными.

Использование полупроводников

Наиболее важные для техники полупроводниковые приборы - диоды, транзисторы, тиристоры основаны на использовании замечательных материалов с электронной или дырочной проводимостью. Широкое применение полупроводников началось сравнительно недавно, а сейчас они получили очень широкое применение. Они преобразуют свтовую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод. Полупроводниковые приборы можно встретить в обычном радиоприемнике и в квантовом генераторе - лазере, в крошечной атомной батарее и в микропроцессорах. Современная техника не может обходиться без полупровдниковых выпрямителей, переключателей и усилителей. Замена ламповой аппаратуры полупроводниковой позволила в десятки раз уменьшить габариты и массу электронных устройств, снизить потребляемую ими мощность и резко увеличить надежность.