 |
|
Полупроводниковые диоды: классификация, назначение, условное графическое обозначение.
Понятие о полупроводниках и типах проводимости.
Полупроводни́к — материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.
Типы проводимости полупроводников
Электронная проводимость
Добавим в полупроводник кремния пятивалентный атом мышьяка (As). Посредством четырех валентных электронов, мышьяк установит ковалентные связи c четырьмя соседними атомами кремния. Для пятого валентного электрона не останется пары, и он станет слабо связанным с атомом.
Под действием электромагнитного поля, такой электрон легко отрывается, и вовлекается в упорядоченное движение заряженных частиц (электрический ток). Атом, потерявший электрон, превращается в положительно заряженный ион с наличием свободной вакансии - дырки.
Несмотря на присутствие дырок в полупроводнике кремния с примесью мышьяка, основными носителями свободного заряда являются электроны. Такая проводимость называетсяэлектронной, а полупроводник с электронной проводимостью - полупроводником N-типа.
Дырочная проводимость
Введем в кристалл кремния трехвалентный атом индия (In). Индий установит ковалентные связи лишь с тремя соседними атомами кремния. Для четвертого «соседа», у индия не хватает одного электрона. Этот недостающий электрон может быть захвачен атомом индия из ковалентной связи соседних атомов кремния.
Атом индия превратиться в негативно заряженный ион, а в ковалентной связи соседних атомов образуется вакансия (дырка). В свою очередь, на это место может перескочить электрон из соседней ковалентной связи. В результате получается хаотическое блуждание дырок по кристаллу.
Если поместить полупроводник в электромагнитное поле, движение дырок станет упорядоченным, т.е. возникнет электрический ток. Таким образом, обеспечивается дырочная проводимость. Полупроводник с дырочной проводимостью называется полупроводником P-типа.
PN–переход
Соединив вместе материалы P-типа и N-типа, на их стыке мы получим область электронно-дырочного перехода (PN -перехода). Происходящие внутри PN-перехода физические процессы между электронами дырками, легли в основу принципа работы полупроводниковых приборов.
2. Физические свойства p-n перехода.
Полупроводник p-типа
Основным носителем заряда являются дырки.
Вещества III группы (Al, Ga) создают дырочную проводимость.
Полупроводник n-типа
Основным носителем заряда является электрон.
Вещества V группы (Ванадий V, Ниобий Nb) создают электронную электропроводность.
Электронно-дырочным или p-n-переходом называют область на границе двух полупроводников, один из которых имеет электронную, а другой - дырочную электропроводность.
Полупроводниковые диоды: классификация, назначение, условное графическое обозначение.
Классификация полупроводниковых приборов
Полупроводниками называются приборы, действие которых основано на использовании свойств p-n – перехода
1.Резисторы
2.Диоды
3.Транзисторы(БПТ,ПТ,JGBT)
4.Тиристоры
5.Микросхемы
Полупроводниковые резисторы
Полупроводниковым резистором называют полупроводниковый прибор с двумя выводами, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от напряжения, температуры, освещенности и других управляющих параметров.
Линейные
Полупроводниковый резистор, в котором применяется слаболегированный материал типа кремния или арсенида галлия. Удельное сопротивление мало зависит от напряженности электрического поля => сопротивление = const в широком диапазоне U и I. применяются в интегральных схемах.
Нелинейные
Варистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения и его ВАХ нелинейная.
Терморезистор – полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.
•Термистор:R↓с↑t°
•Позистор:R↑с↑t°
Фоторезистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от освещенности.
Тензорезистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от механических деформаций.