Скачайте в формате документа WORD

Лекции по твердотельной электронике

Московский энергетический институт

(технический университет)








ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Конспект лекций

Москва, 2002 г.




Содержание


 TOC \o "1-3" \h \zЛекция 1. 4/a>

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ   4/a>

1.1. Электропроводность полупроводников. 4/a>/p>

Лекция 2. 9/a>

1.2. Электроны в кристалле. 9/a>/p>

1.2.1. Энергетические зоны. Свободные носители зарядов:  электроны и дырки. 9/a>/p>

1.2.3. Легирование кристаллов донорной или акцепторной примесью, полупроводники "n" и "p" типа. 22/a>/p>

Лекция 3. 27/a>

1.2.4.  Расчет концентрации носителей заряда в кристалле. 27/a>/p>

Лекция 4. 39/a>

1.2.5. Зависимость скорости электрона от напряженности электрического поля. Понятия эффективной массы и подвижности. 39/a>/p>

1.2.6. Расчет электропроводности полупроводниковых кристаллов на основе рассмотренных моделей. 47/a>/p>

Лекция 5. 55/a>

1.2.7. Неравновесные электроны и дырки. Рекомбинация неравновесных носителей заряда. 55/a>/p>

Диффузионный и дрейфовый токи. 58/a>/p>

1.2.8. равнение непрерывности. 60/a>/p>

Лекци я 17

5. ТИРИСТОРЫ

Скачайте в формате документа WORD

align="right">Лекци я 18/h1>

/h1>

6. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

6.1. Особенности полевых транзисторов

Среди многочисленных разновидностей полевых транзисторов возможно выделить два основных класса: полевые транзисторы с затвором в виде pn перехода и полевые транзисторы с затвором, изолированным от рабочего полупроводникового объема диэлектриком. Приборы этого класса часто так же называют МДП транзисторами (от словосочетани я металл -диэлектрик - полупроводник) и МОП транзисторами (от словосочетани я металл-окисел - полупроводник), поскольку  в качестве диэлектрика чаще всего используетс я окись кремни я .

Основной особенностью полевых транзисторов, по сравнению с бипол я рными, я вл я етс я их высокое входное сопротивление, которое может достигать 109 - 1010 Ом. Таким образом эти приборы можно рассматривать как правл я емые потенциалом, что позвол я ет на их основе создать схемы с чрезвычайно низким потреблением энергии в статическом режиме. Последнее особенно существенно дл я   электронных статических микросхем пам я ти с большим количеством запоминающих я чеек.

Так же как и бипол я рные полевые транзисторы могут работать в ключевом режиме, однако падение напр я жени я на них во включенном состо я нии весьма значительно, поэтому эффективность их работы в мощных схемах меньше, чем у бипол я рных приборов.

Полевые транзисторы могут иметь как p, так и n управление которыми осуществл я етс я при разной пол я рности на затворах. Это свойство комплементарности расшир я ет возможности при конструировании схем и широко используетс я при создании запоминающих я чеек и цифровых схем на основе МДП транзисторов (CMOS схемы).

Полевые транзисторы относ я тс я к приборам нипол я рного типа, это означает, что принцип их действи я основан на дрейфе основных носителей зар я да.  Последнее обсто я тельство значительно прощает их анализ по сравнению с бипол я рными приборами, поскольку, в первом приближении, возможно пренебречь диффузионными токами, неосновными носител я ми зар я да и их рекомбинацией.

6.2. Полевые транзисторы с правл я ющим pn переходом

6.2.1. Принцип работы. Вольтамперные характеристики

В полевых транзисторах с правл я ющим переходом (ПТУП) дл я изменени я проводимости канала используетс я эффект изменени я ширины области пространственного зар я да (ОПЗ) обратно смещенного перехода при изменении приложенного к нему напр я жени я затвора. На рис. 76 показана конструкци я n - канального  транзистора, в котором дл я управлени я используетс я обратносмещенный p+n  переход.

Скачайте в формате документа WORD

5. ТИРИСТОРЫ

Тиристоры - многослойные структуры с чередующимис я электронно-дырочными област я м, двухэлектродные тиристоры называют денисторами, трехэлектродные - тринисторами. Иногда тиристоры называют кремниевыми правл я емыми вентил я ми, что подчеркивает их основное назначение в силовой электронике - правление мощностью в нагрузке. На рис. 70 приведены примеры некоторых возможных структур тиристоров и их  графические обозначени я .

Скачайте в формате документа WORD