Главная | Обратная связь

Структура та діаграми домішкових напівпровідників.

МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК

 

ДО ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ З СРС НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

ПП.08 ЕЛЕКТРОНІКА, МІКРОЕЛЕКТРОНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНІКА

 

Напрям підготовки 0502 «Автоматика та управління»

 

Спеціальність 5.05020203 «Монтаж, обслуговування та ремонт автоматизованих систем керування рухом на залізничному транспорті»

 

 

РОЗРОБНИКИ МЕТОДИЧНОГО ПОСІБНИКА:

викладач вищої категорії Кононченко Т.О.

викладач першої категорії Говорунов Є.О.

 

Обговорено та рекомендовано на засіданні циклової комісії «АСКР»

Протокол № від. “____”________________2013року

Голова циклової комісії О.В. Мацнєва

“_____”_____________ 2013року

 

 

Схвалено методичною радою Артемівського технікуму залізничного транспорту

Протокол від “____”________________2013 року № ___

Голова методичної ради _______________________О.М. Щитинський

“_____”____________2013 року

 

ПЛАН ЗАВДАННЯ ДО ВИКОНАННЯ СРС

№ п/п	№ заняття	Назва розділів, тем, програм. Зміст СРС	Обсяг годин СРС за робочою програмою	Учбово-методичне забезпечення
Другий курс четвертий семестр (Частина 1)
1.		Структури та діаграми примесних напівпровідників.
2.		Ємність P/N переходу.
3.		Пробій P/N переходу.
4.		Різновиди та призначення діодних зборок.
5.		Діоди Ганна.
6.		Статичний режим біполярного транзистора.
7.		Частотні властивості транзистора.
8.		Одноперехідні транзистори.
9.		Маркерування транзисторів.
10.		Типи біполярних транзисторів.
11.		Правила установки транзистора.
12.		Терморезистори.
13.		Варистори.
14.		Лазери та оптрони.
15.		Класифікація ІМС по виготовленню.
16.		Методи ізолювання елементів ІМС.
17.		Класифікація підсилювачів.
18.		Робочі режими елементів підсилювача.
19.		Ланцюги міжкаскадного зв'язку.
20.		Властивості двохтактних кінцевих каскадів.
21.		Дрейф нуля у підсилювачах постійного струму.
22.		Пояснити процес самозбудження.
23.		Режими генераторів.
24.		Параметрична стабілізація частоти генераторів.
Разом за другий курс четвертий семестр (Частина 1)	33 години
25.		Періодична послідовність імпульсів.
26.		Загальні відомості про імпульсні генератори.
27.		Розрахунок мультивібратора.Методика розрахунків.
28.		Тригери та їх загальні характеристики.
29.		Чекаючий блокинг-генерктор.
30.		Генератори пилкоподібної напруги.
31.		. Позитивна та негативна логіка.
32.		Логічний елемент І на діодах.
33.		Логічний елемент ІЛІ на діодах.
34.		Логічні елементи у ІМС.
35.		Рівні високих напруг на входах логічних елементів.
36.		Низькі рівні напруг на входах логічних елементів.
37.		Логічний елемент НІ на діодах.
38.		Логічний елемент І-НІ на транзисторах.
39.		Логічний елемент І-НІ на транзисторах.
40.		Особливості синхронних та асинхронних тригерів.
41.		Особливості JK тригерів.
42.		Особливості Т тригерів
43.		Особливості D тригерів
44.		Шифратори на логічних елементах.
45.		Дешифратори на логічних елементах.
46.		Арифметика у різних системах числення.
47.		Конструктивний різновид мікроЕОМ.
48.		Диференційні каскади на ОП.
49.		Особливості промежуточних та кінцевих каскадів на ОП.
50.		Маркерування операційних підсилювачів.
51.		Класифікація ІМС по методу виготовлення.
52.		Функціональна класифікація ІМС.
53.		Активні елементи ІМС.
54.		Методи ізолювання елементів ІМС.
55.		Особливості, призначення біполярного транзистору з діодом Шоттки.
56.		Уніполярні транзистори у ІМС.
57.		Дифузійні елементи ІМС.
58.		Аналогові ІМС.
59.		Цифрові ІМС та параметри.
60.		Характеристики та призначення ВІС.
61.		Маркерування ІМС та їх застосування.
Разом за третій курс п’ятий семестр (Частина 2)	74 години
Разом за четвертий та п’ятий семестр	107 годин

СРС №1

Структура та діаграми домішкових напівпровідників.

Для виготовлення електронних приладів і інтегральних мікросхем використовують напівпровідникові матеріали, електропровідність яких поліпшена введенням у них невеликої кількості легуючих домішок. В якості домішок до чотирьохвалентним германію і кремнію використовуються елементи V або III групи таблиці Д. І. Менделєєва.

Якщо в моноструктури германію ввести атоми елементів V групи (P, As, Sb), то атом домішки утворює з валентними електронами чотирьох суміжних атомів германію чотири ковалентні зв'язки (рис. 2.4, а) і тим самим створюється стабільна восьмиелектронна оболонка. П'ятий валентний електрон домішки залишається вільним від ковалентного зв'язку. На нього впливають кулонівських сили атомного залишку домішки і періодичне поле кристалічної структури кристала. За рахунок діелектричної проникності середовища кристала він слабо пов'язаний з ядром, тому порівняно легко відривається від атома домішки і стає електроном провідності.

Напівпровідники, електропровідність яких обумовлена ​​домішковими електронами провідності, називають електронними або

n-напівпровідниками (oт латинського negativus - негативний). Домішки, які забезпечили електронну провідність, називають донорними, оскільки вони віддають свої електрони.

На енергетичній діаграмі (рис. 2.4, б) електрони донорної домішки займають рівні φд, близько розташовані від дна зони провідності φп. Перехід цих електронів в зону провідності вимагає порівняно невеликих витрат енергії Δφд (близько 0,01 еВ в германии і 0,04 еВ в кремнії).

При використанні в якості домішки до Чотиривалентний Ge або Si елементів III групи (ln, Ga, Al, Во) з трьома валентними електронами в структурі напівпровідника утворюються лише три заповнені валентні зв'язку. Четвертий зв'язок атома домішки залишається вільною, а сам атом - електронейтральним.

За рахунок невеликої зовнішньої енергії (близько сотих часток електрон - вольта) електрон може вийти з сусідніх валентних зв'язків і зайняти вакантне місце у зв'язку атома домішки ( рис. 2.4 , в). У цьому випадку атом домішки , наприклад In , який прийняв вільний електрон , перетворюється в нерухомий негативно заряджений іон. У валентному зв'язку атомів основного напівпровідника (втратили електрон) утворюється вакантне місце (дірка), а самі атоми перетворюються в рухливі позитивно заряджені іони. Напівпровідники, електропровідність яких обумовлена ​​утворенням рухливих позитивних зарядів, тобто дірок в зв'язках , називають дірковими або р- напівпровідниками (від латинського positivus - позитивний) , а відповідні домішки - акцепторними ( « приймаючими » електрони ) .

На енергетичній діаграмі введення атомів акцепторної домішки призводить до появи вакантного локального рівня поблизу стелі валентної зони ( рис. 2.4 , г). При зовнішньому енерговпливу на цей рівень може переходити електрон з валентної зони основного напівпровідника , залишаючи вільним у ній новий енергорівень . Вільні енергорівні у валентній зоні можуть обіймати інші електрони , а в структурі напівпровідника з'являться рухомі дірки. Вони і обумовлюють домішкову діркову провідність .

Основні і неосновні носії заряду.

Практично не існує напівпровідників з чисто електронною або чисто дірочною провідністю . Електропровідність напівпровідника визначається основними носіями заряду , концентрація яких набагато більше концентрації неосновних носіїв , тобто n_n > n_p , а p_Р > р_n . Очевидно , в

n - напівпровіднику основними носіями заряду є електрони n_n , а неосновними - дірки p_n , а в p - напівпровіднику - навпаки.

 

СРС №2