КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Фізичні властивості і застосування
Типи напівпровідників в періодичній системі елементів Транзистор Транзистор - напівпровідниковий пристрій, що складається з двох областей з напівпровідниками p-або n-типу, між якими знаходиться область з напівпровідником n-або p-типу. Таким чином, в транзисторі є дві області pn переходу. Область кристала між двома переходами називають базою, а зовнішні області називають емітером і колектором. Самою вживаною схемою включення транзистора є схема включення з загальним емітером, при якій через базу і емітер струм поширюється на колектор. Біполярний транзистор використовують для посилення електричного струму. У нижченаведеної таблиці представлена інформація про велику кількість напівпровідникових елементів і їх сполук, розділених на декілька типів:
Всі типи напівпровідників володіють цікавою залежністю ширини забороненої зони від періоду, а саме - зі збільшенням періоду ширина забороненої зони зменшується.
Перш за все, слід сказати, що фізичні властивості напівпровідників найбільш вивчені в порівнянні з металами і діелектриками. Неабиякою мірою цьому сприяє величезна кількість ефектів, які не можуть бути наблюдаеми ні в тих ні в інших речовинах, передусім пов'язані з пристроєм зонної структуринапівпровідників, і наявністю досить вузької забороненої зони. Звичайно ж, основним стимулом для вивчення напівпровідників є виробництвонапівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем - це в першу чергу відноситься до кремнію, але зачіпає і інші сполуки (Ge, GaAs, InP, InSb).
Кремній - непрямозонних напівпровідник, оптичні властивості якого широко використовуються для створення фотодіодів і сонячних батарей, проте його дуже важко змусити працювати як джерело світла, і тут поза конкуренцією прямозоні напівпровідники - з'єднання типу A III B V, серед яких можна виділити GaAs, GaN, які використовуються для створення світлодіодів і напівпровідникових лазерів. Власний напівпровідник при температурі абсолютного нуля не має вільних носіїв в зоні провідності на відміну від провідників і веде себе якдіелектрик. При легуванні ситуація може змінитися (див. вироджені напівпровідники). У зв'язку з тим, що технологи можуть отримувати дуже чисті речовини, постає питання про новий еталоні для числа Авогадро. Тунельний діод - напівпровідниковий елемент електричного кола з нелінійною вольт-амперною характеристикою, на якій існує ділянка з від'ємною диференційною провідністю. В тунельному діоді використовується сильно легований p-n перехід, крізь який носії заряду можуть тунелювати при умові збігу енергій донорних рівнів електронів у n-області і акцепторних рівнів дірок у p-області. Струм через p-n перехід зростає для значеньнапруги, при яких такий збіг створюється, але зменшується при більшій напрузі, створюючи ділянку з від'ємною диференційною провідністю.
Винайшов тунельний діод у 1957 році Ісакі Леона. В 1973 році він отримав Нобелівську премію з фізики за відкриття явищатунелювання електрона. Тунельні діоди відносно стійкі до іонізуючого випромінювання, в порівнянні з іншими діодами. Це робить їх придатними для застосування в середовищах з високими рівнями радіації, наприклад, у космосі. Тунельним називається напівпровідниковий діод, у якому використовується тунельний механізм переносу носіїв заряду через р-п перехід і в характеристиці якого є область негативного диференціального опору. Для виготовлення тунельних діодів використовуються германій, арсенід і антимонід галію. Найбільш широке поширення одержали германієві тунельні діоди. Властивості тунельного діода визначаються формою його вольт-амперної характеристики, для зняття якої може бути використана схема, приведена на рисунку 14, а. Нагадаємо лише, що на ділянці АБ вольтамперной характеристики (рисунок 14, б) тунельний діод може бути еквівалентно замінений деяким негативним опором визначеної величини.
Важлива перевага тунельного діода перед звичайними напівпровідниковими приладами полягає в його дуже високій робочій частоті. Це порозумівається тим, що тунельний перехід електронів відбувається практично миттєво порядку 10-13 с. Виготовлені в даний час тунельні діоди можуть працювати на частотах до 1011 Гц.
Основними параметрами тунельних діодів є: По призначенню тунельні діоди поділяються на наступні основні групи: підсилювальні, генераторні, перемикаючі. Основний у більшості перемикаючих схем на тунельних діодах є ланцюг, що представляє собою послідовне з'єднання тунельного діода з іншими елементами. Приклад такого ланцюга показаний на рисунку 15, а.
До подачі змінного вхідного сигналу під дією зовнішньої напруги Е в колі діода тече постійний струм І 0,а до діода прикладається напруга U1= Е— І0R1 При подачі змінного сигналу в залежності від його полярності струм у ланцюгу діода буде або зменшуватися на величину i, або збільшуватися на ту ж величину. При струмі І0— i на діоді буде напруга U2 (рисунок 15, б), а при струмі І0 + i — напруга U3. Потім у міру зменшення струму напруга на діоді упаде до величини U4 і потім стрибком зміниться до U1. У результаті при негативній напрузі сигналу напруга на діоді (і на виході) буде дорівнює U2, а при позитивному значенні дорівнює U3 причому U3 << U2. Ця різка різниця між величинами напруг на виході і дозволяє розглядати тунельний діод як прилад із двома стійкими станами, тобто електронний ключ. Перехід з одного стійкого стану в інший відбувається дуже швидко за час 10-9...10-8 с., у зв'язку з чим тунельні діоди принципово придатні для роботи в електронних обчислювальних машинах (у схемах тригерів, що запам'ятовують осередків, логічних елементів і т.д.).
Тунельний діод - напівпровідниковий елемент електричного кола з нелінійною вольт-амперною характеристикою, на якій існує ділянка з від'ємною диференційною провідністю. В тунельному діоді використовується сильно легований p-n перехід, крізь який носії заряду можуть тунелювати при умові збігу енергій донорних рівнів електронів у n-області і акцепторних рівнів дірок у p-області. Струм через p-n перехід зростає для значеньнапруги, при яких такий збіг створюється, але зменшується при більшій напрузі, створюючи ділянку з від'ємною диференційною провідністю. Винайшов тунельний діод у 1957 році Ісакі Леона. В 1973 році він отримав Нобелівську премію з фізики за відкриття явищатунелювання електрона. Тунельні діоди відносно стійкі до іонізуючого випромінювання, в порівнянні з іншими діодами. Це робить їх придатними для застосування в середовищах з високими рівнями радіації, наприклад, у космосі. Тунельні і звернені діоди
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 1572; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |