Введение в электронику

1. Опишите процесс легирования полупроводникового материала.

2. Какие два типа примесей используются для легирования?

3. Что определяет тип проводимости (n-тип или p-тип) легированного полупроводника?

4. Как легирование поддерживает ток в полупроводниковом материале?

5. Чем определяется проводимость полупроводникового материала?

РЕЗЮМЕ

• Полупроводниковыми материалами являются любые материалы, проводимость которых лучше проводимости изоляторов, но хуже проводимости проводников.

• Чисто полупроводниковыми материалами являются углерод (С), германий (Ge) и кремний (Si).

• В большинстве полупроводниковых приборов используется кремний.

• Валентность — это показатель способности атома присоединять или отдавать электроны.

• Полупроводниковые материалы имеют наполовину заполненные валентные оболочки.

• Кристаллы образуются из атомов, которые совместно используют свои валентные электроны путем образования ковалентных связей.

• Полупроводниковые материалы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления: при повышении температуры их сопротивление падает.

• Тепло создает проблемы в полупроводниковых материалах, позволяя электронам разрывать ковалентные связи.

• При повышении температуры, электроны в полупроводниковом материале дрейфуют от одного атома к другому.

• Дырка представляет собой отсутствие электрона в валентной оболочке.

• Разность потенциалов, приложенная к чисто полупроводниковому материалу, создает поток электронов, движущийся к положительному выводу и поток дырок, движущийся к отрицательному выводу.

• Ток в полупроводниковых материалах состоит из направленного движения электронов и направленного движения дырок.

• Легирование — это процесс добавления примесей в полупроводниковый материал.

• Трехвалентные материалы имеют атомы с тремя валентными электронами и используются для изготовления полупроводников р-типа.

• Пятивалентные материалы имеют атомы с пятью валентными электронами и используются для изготовления полупроводников n-типа.

• В полупроводнике n-типа электроны являются основными носителями, а дырки — неосновными носителями.

• В полупроводнике р-типа дырки являются основными носителями, а электроны — неосновными носителями.

• Полупроводниковые материалы n- и р-типа имеют значительно более высокую проводимость, чем чистые полупроводниковые материалы.

Глава 19. САМОПРОВЕРКА

1. Что делает кремний более желательным для использования, чем германий?

2. Почему при образовании полупроводниковых материалов важна ковалентная связь?

3. Опишите, как перемещаются электроны в образце чистого кремния при комнатной температуре?

4. Опишите процесс превращения образца чистого кремния в полупроводник n-типа.

5. Опишите, что случится в образце полупроводника n-типа, когда к нему будет приложено напряжение?

Глава 20. Диоды на основе р-n перехода

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать, что такое диод на основе р-n перехода, и как его изготовляют.

• Дать определение обедненного слоя и потенциального барьера.

• Объяснить разницу между прямым смещением диода и обратным.

• Нарисовать схематическое обозначение диода и указать его электроды.

• Описать три конструкции диода.

• Перечислить чаще всего встречающиеся корпуса диодов.

• Проверить диоды с помощью омметра.

Диод — это простейший полупроводниковый прибор. Он позволяет току течь только в одном направлении. Знания, полученные при изучении диодов применимы также к другим типам полупроводниковых приборов.

20-1. р-n ПЕРЕХОД

Когда чистый полупроводниковый материал легируется пятивалентным или трехвалентным материалом, легированный материал называется полупроводником n- или р-типа, в зависимости от того, какие носители являются основными. В целом образец полупроводника любого типа является нейтральным, так как каждый атом содержит одинаковое число протонов и электронов.