п/пприлади
п / п-Матеріал , Питомапровідністьякого сильнозалежить відзовнішніх факторів-Кол-ва домішок,температури,зовнішнього ел.поле,випромінювання,світло, деформація
Переваги: ​​вис. надійність,великий термінслужби, економічність,дешевизна.
Недоліки :залежністьвід температури,чутливістьдо іонізованавипромінюванню.
Основизонної теоріїпровідності
Згідноквантовоїтеорії будовиречовини енергіяелектронаможе прийматитільки дискретнізначення енергії.Він рухаєтьсястрого по визнаорбіті навколоядра.
Не в збудженомустані приТ = 0К, електронирухаються поближаишей доядру орбіті.У твердому тіліатоми ближчеодин до одного пѓћ електроннехмара перекривається пѓћ зсувенергетичнихрівнів пѓћ утворюютьсяцілі зонирівнів.
Е
Дозволена
Забороненазона
d
1) Дозволеназона кт приТ = 0К заповненаелектронаминаз - заповненої.
2) верхнязаповненазона наз -валентної.
3) дозволеназона при Т = 0Кде немає електронівназ - вільної.
4) вільназона де можутьзнаходитисяобуреніелектрони наззоною еквівалентності.
Провідністьзалежить відширини забороненоїзони міжвалентноїзоною і зоноюпровідності.
пѓЄ Е = Епр-Ев
Шириназабороненоїзони в межах0,1 ~ 3,0 еВ (електронвольт) характернадля п/п
Найбільшепоширеннямають П/П
Кремній,Германій, Селента ін
Розглянемокристал В«GeВ»
ПриТ = 0К
При Т> 0Келектрони(Заряд-Q) відриваютьсяутворюють вільнізаряди пѓћ на його місціутворюєтьсядірка (заряд+ Q) це називаєтьсяпроцесомтермогенерации
Зворотнийпроцес наз- Рекомбінацією
n -електроннапровідність
p - дірковапровідність
пЃґ - часжиття носіязаряду (е).
Висновок :таким чиномnроводімостьв чистому П/Побгрунтованавільнимиелектронамиабо дірками.
де: пЃІ -концентрація
пЃ-рухливість= пЃµ /Е
Власнапровідністьсильно залежитьвід t п‚°
П/Пприлади наоснові власноїпровідності.
Залежністьвласноїпровідностівід зовнішніхфакторів широковикорис-ся вцілому рядікорисних П/Пприладів.
1) Терморезистори(R залежитьвід t п‚° )
Температурнийкоефіцієнт:
ТКС> 0 у П/П
ТКС <0у провідників
Застосовуютьв пристрояхавт-ки в якостівимірювальногоперетворювачаt п‚° (Датчики)
2) Варістори(R залежить відзовнішнього ел.Поля)
ВАХI = f (u)
Прим-ютьдля захисту
терристоравід
перенапруги
3) фотосопротівленіе- R залежитьвід світловогопотоку
застосовуютьв сигналізації,фотоаппаратурі
4) Тензорезистори- R залежитьвід механичдеформацій
застосовуютьдля вимірюваннядеформаційрізнихконструкцій(Датчики тиску- Сильфони)
Домішковапровідністьп/п.
Це провідністьобусловленнадомішками:
-впровадження
-заміщення
Рольдомішок можутьграти порушеннякрісталічеськаярешітки.
-Якщо впровадити вкристал Geелемент Iгрупи сурмуSb, тодіодин з 5 валентнихелектронівSb виявитьсявільним,тоді утворюєтьсяел. провідність,а домішканазиваєтьсядонорной.
-Якщо впровадити елементIII групиіндій I тоді1 ковалентнийзв'язок залишитьсязалишитьсявільної =>
Утворюєтьсялегко переміщуванадірка (дірковапровідність),домішка називаютьакцепторної.
Основнимносіємзаряду наз. Тікт в п/п>
П/п з дірковоюпровідністюназ. п/п-pтипу, а з електороннойпровідністю- N типу.
Рухиносіївзаряду тобто струмобумовлюється2 причинами: 1) зовнішнє поле- Струм зв. дрейфовий. 2) разнастьконцентрацій- Струм зв. дифузійним.
У п/п мається4 складовіструму:
Д-дифузійнийЕ-дрейфовий
Електричніпереходи.
Називаютьграничний шарміж 2-ми областямитіла фізичнісв-ва кт. різні.
Розрізняють:p-n, p-p + ,n-n + ,м-н/п, q-м,q-п/п переходиприм. У п/п приладах(М-метал прим.в термопарах)
Електронно-дірковийp-n перехід.
Роботавсіх діодів,біполярнихтранзисторівзаснована наp-n переході
Розглянемошар 2 х Geз різнимитипами провідності.
р
n
Зазвичайпереходивиготовляютьнесемметрічниміp p >>< n
Якщо p p >>n n то p-областьемітерного,n-область-база
У першиймомент післяз'єднаннякристалівчерез градієнтаконцентраціївиникаєдифузійнийток соновномносіїв.
На кордоніосновних носіївпочнуть рекомбінувати,тим самим оголюватисянерухомііони домішок.
Граничнийшар. Будезбіднюючиносіямизаряду => виникневнутрішнєU. Це U будеперешкоджатидиффузионномутоку і він будепадати. З іншогобоку наявністьвнутрішньогополя обумовитьпояваДрейф струмунеосновнихносіїв. ВВрешті-рештдифузійнийток стане =дрейфовийтоку і сумарнийструм через перехідбуде = 0
U
пЃЄ т ≈ 25мBтемпературнийпотенціал при300 К
U до = 0,6-0,7 ВSi; 0,3-0,4 В Ge.
Розрізняють3 режими роботиp-n переходу:
1) Рівноважний(Зовнішнє полевідсутня)
2) Прямосмещенногоp-n перехід.
В результатіU вн падає=> Виникаєдиф. ток електорнніI = I 0 e U/m пЃЄ т
m≈ 1 Ge
2 SiI 0 тепловоїток.
I обумовленийосновниминосіямизарядів. Крімнього струм неосновнихносіївбуде направленийзустрічно .:I =
3) Зворотнозміщений p-nперехід I-обумовленийструмами неосновнихносіївI = - I 0
ВАХ p-nпереходу
Ємностіp-nпереходів.
Розрізняють:-Бар'єрну,-Дифузійну.
Бар'єрнамає місцепри зворотномузміщенні p-nпереходу.Замикаючийшар виступаєяк діелектрик=> Конденсаторe = f (U) Ця ємністьвикористанав варикапах.
C≈ 1/√ U
Дифузійнийток має місцепри прямомузміщенні p-nпереходуВАХ p-nпереходів.
Відрізняютьсявід ідеальнихслід. чином: 1) Температурназалежність
t1> t210 В° C
I 0 =>Si = 2,5
Ge = 2
2)Обмеженняструму за рахуноквнутрішньогоR бази
I
3) Пробійp-n переходу:1-Лавинний, 2 -тунельний,3 - тепловий (1,2 -оборотні; 3-незворотний) I 0 ≈ 10 I 0
П/пдіоди.
Приладз 1 м p-n переходомі 2 мя виходами
кваліфікуютьсяза технологією,- По конструкції,- За функціональнимпризначенням:
-випрямні,А + К
-ВЧдіоди,
стабілітрони,
-варикапи,
-светодіди,
-фотодіоди,
-тунельна,
-звернений
Маркуванняза довідником
1) випрямити.діоди - призначенідля випрямлення~ I в =
Основніпараметри
Iср.пр-середнійпрямий, Uпр, Uобр., P-потужність,Iпр.імп.
2) Вч діоди виконуютьсязазвичай по точковоїтехнології
CД-ємність,Iпр.імп,Uпр.ср,t встановлення,t востановления,
3) ДіодШотки - діодна основі переходуметал -> п/п,швидкодіючий.Uпр. = 0,5 В, ВАХ НЕвідрізняєтьсявід експонентив діапазоніструмів до 10 10
4) Стабілітрон - Це параметричнийстабілізаторнапруги,стабілізуєнапругавід одиниці досотень вольт.Uст- Зворотнагілка ВАХ; пробійлавинний
ВАХ
r = О”U/О”I
ніж <тим краще
Д814Д => U = 12В R бал. = (E-Uст.)/(Iст. + Iн.)
Кст...
