Шкаев А.Г. Твердотельная электроника: конспект лекций - файл n1.doc

Шкаев А.Г. Твердотельная электроника: конспект лекций
скачать (6006.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc6624kb.31.12.2009 11:14скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Федеральное агентство по образованию




Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»




А. Г. Шкаев

ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА


Конспект лекций


Омск

Издательство ОмГТУ

2


009

УДК 621.38(075)

ББК 32.85я73

Ш 66


Рецензенты:

Е. В. Иванова, канд. техн. наук, доцент кафедры физики
Сибирской автомобильно-дорожной академии;

Ю. А. Стенькин, канд. техн. наук, доцент, научный сотрудник
Омского филиала института физики полупроводников СО РАН

Шкаев, А. Г.

Ш 66 Твердотельная электроника: конспект лекций / А. Г. Шкаев. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 56 с.

В краткой форме рассматриваются основные типы полупроводниковых приборов и физические процессы, обеспечивающие их работу. Приводится анализ электронных процессов в объеме полупроводников, в электронно-дырочных переходах и в области пространственного заряда на поверхности полупроводников. Объем материала предусмотрен ныне действующими программами дисциплин «Твердотельная электроника», «Физические основы электроники» и Государственным образовательным стандартом по специальностям 210106 «Промышленная электроника», 210100.62 – «Электроника и микроэлектроника», 210401.65 – «Физика и техника оптической связи». Конспект лекций предназначен для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения.


Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета


УДК 621.38(075)

ББК 32.85я73


 ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет», 2009




СОДЕРЖАНИЕ

Введение

4

1. Необходимые сведения

4

1.1. Зонная структура полупроводников

4

1.2. Термины и определения

5

1.3. Статистика электронов и дырок в полупроводниках, положение

уровня Ферми


6

1.4. Концентрация электронов и дырок в собственном полупроводнике

8

1.5. Концентрация электронов и дырок в примесном полупроводнике

9

1.6. Определение положения уровня Ферми

10

1.7. Проводимость полупроводников

11

1.8. Токи в полупроводниках

12

1.9. Неравновесные носители

13

1.10. Уравнение непрерывности

15

Вопросы для самопроверки

16

2. Барьеры Шоттки, p-n переходы и гетеропереходы

16

2.1. Ток термоэлектронной эмиссии

16

2.2. Термодинамическая работа выхода в полупроводниках p  и n типов

17

2.3. Эффект поля, зонная диаграмма при эффекте поля

18

2.4. Дебаевская длина экранирования

21

2.5. Контакт металл – полупроводник. Барьер Шоттки

22

2.6. Зонная диаграмма барьера Шоттки при внешнем напряжении

24

2.7. Распределение электрического поля и потенциала в барьере

Шоттки


25

2.8. Вольт амперная характеристика барьера Шоттки

26

2.9. Образование и зонная диаграмма р-n перехода

27

2.10. Распределение свободных носителей в p n переходе

28

2.11. Поле и потенциал в p n переходе

30

2.12. Компоненты тока в р n переходе

32

2.13. Вольт амперная характеристика р n перехода

33

2.14. Емкость p n перехода

34

2.15. Гетеропереходы

35

Вопросы для самопроверки

40

3. Полупроводниковые диоды

41

3.1. Характеристики идеального диода на основе p n перехода

41

3.2. Варикапы

43

3.3. Влияние генерации, рекомбинации и объемного сопротивления

базы на характеристики реальных диодов


43

3.4. Стабилитроны

46

3.5. Туннельный пробой в полупроводниках

47

3.6. Лавинный пробой в полупроводниках

49

3.7. Туннельный и обращенный диоды

50

Вопросы для самопроверки

54

Список рекомендуемой литературы

55

ВВЕДЕНИЕ
В предлагаемом конспекте лекций рассмотрены физические основы работы твердотельных полупроводниковых приборов, использующих как явление инжекции носителей через p-n переходы, так и явления, связанные с эффектом поля.

В данной работе использовались материалы лекций Гуртова Валерия Алексеевича, доктора физико-математических наук, профессора, заведующего кафедрой «Физики твердого тела» Петрозаводского государственного университета, заслуженного деятеля науки Республики Карелия.

В связи с тем, что учебный курс читается для студентов третьего курса, в первой главе в кратком виде представлены основные сведения из физики твердого тела и физики полупроводников. Эти сведения в дальнейшем необходимы при усвоении основного материала курса. Во второй главе излагаются физические основы, связанные с контактными явлениями в барьерах Шоттки, электронно-дырочных переходах и гетеропереходах. Третья глава посвящена анализу физических основ работы полупроводниковых диодов.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации