Физические основы работы электронно-дырочного перехода (p-n перехода)

Свойства p-n-перехода. Полупроводниковый диод. Принцип действия транзистора.
Свойства p-n-перехода.

Примесные полупроводники

Донорная примесь: основные носители заряда - свободные электроны. Остается положительный ион примеси. Акцепторная примесь: основные носители заряда — дырки. Остается отрицательный ион примеси. В месте контактадонорного и акцепторного полупроводников возникает электронно-дырочный переход (p-n-переход).

Примесные полупроводники

Свойства р-п-перехода

1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10-7 м, Dj = 0.4—0,8 В.

Свойства р-п-перехода

Свойства р-п-перехода

2. Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый токнеосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным.

Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый токнеосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным

3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда.

p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении

(свойство односторонней проводимости).

p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении

Полупроводниковый диод

Схематическое изображение. Направление стрелки указывает направление тока.

Полупроводниковый диод

Устройство диода.

Устройство диода

Вольтамперная характеристика полупроводникового диода.

/, 2 — участок приближенно прямолинеен -экспонента;

3 - пробой диода

0,3- обратный ток;

0,1- ток меняется нелинейно.

Обратный ток обусловлен наличием неосновных носителей заряда.

Вольтамперная характеристика полупроводникового диода

Применение полупроводникового диода

Выпрямитель тока

Применение полупроводникового диода Выпрямитель тока

Принцип действия транзистора

Условное обозначение

Направление стрелки - направление тока

На всех рисунках - p-n-p- транзисторы.

Принцип действия транзистора

Устройство биполярного транзистора.

Основные применения: элемент усилетеля тока, напряжения или мощности; электронный ключ (например, в генераторе электромагнитных колебаний).

Устройство биполярного транзистора

Переход эмиттер - база включается в прямом направлении, а база - коллектор - в обратном. Через эмиттерный переход идет большое количество основных носителей заряда. База очень тонкая. Концентрация основных носителей заряда в базе небольная. Поэтому рекомбинация электронов и дырок небольшая. Ток базы маленький. Заряды, пришедшие из эмиттера, по отношению к базе являютсянеосновными, поэтому они свободно проходят через коллекторный переход. До 95% дырок, попадающих из эмиттера в базу, проходят в коллектор. Т. е. Iэ ≈ Iб. При изменении Iэ с помощью источника переменного напря­жения одновременно почти во столько же раз изменяется Iк. Т. к. сопротивление коллекторного перехода во много раз превышает сопротивление эмиттерного, то при практически равных токах, напряжение на эмиттере много меньше напряжения на коллекторе.

Устройство биполярного транзистора

при практически равных токах, напряжение на эмиттере много меньше напряжения на коллекторе Электронно-дырочный переход
Граница между двумя соседними областями полупроводника, одна из которых обладает проводимостью n-типа, а другая p-типа, называется электронно-дырочным переходом (p-n-переходом). Он является основой большинства полупроводниковых приборов. Наиболее широко применяются плоскостные и точечные p-n-переходы.

Плоскостной p-n-переход представляет собой слоисто-контактный элемент в объеме кристалла на границе двух полупроводников с проводимостями p- и n-типов
(рис. 1.2, а). В производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем применяются переходы типа р+- n- или р- п+ переходы. Индекс «+» п