Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте za4eti.ru

Физика Физика

Полупроводники, р-n переход

Карабин, 6x60 мм.
Размеры: 6x60 мм. Материал: металл. Упаковка: блистер.
44 руб
Раздел: Карабины для ошейников и поводков
Коврик для запекания, силиконовый "Пекарь".
Коврик "Пекарь", сделанный из силикона, поможет Вам готовить вкусную и красивую выпечку. Благодаря материалу коврика, выпечка не
202 руб
Раздел: Коврики силиконовые для выпечки
Совок №5.
Длина совка: 22 см. Цвет в ассортименте, без возможности выбора.
18 руб
Раздел: Совки

Полупроводники Полупроводники обязаны своим названием тому обстоятельству, что по величине электропроводности они занимают промежуточное положение между металлами и изоляторами. Однако характерным для них является не величина проводимости, а то, что их проводимость растет с повышением температуры (напомним, что у металлов она уменьшается). Полупроводниками являются вещества, у которых валентная зона полностью заполнена электронами, а ширина запрещенной зоны невелика (у собственных полупроводников не более 1 эв). Различают собственную и примесную проводимости полупроводников. Рис.1 Собственная проводимость. Собственная проводимость возникает в результате перехода электронов с верхних уровней валентной зоны в зону проводимости. При этом в зоне проводимости появляется некоторое число носителей тока — электронов, занимающих уровни вблизи дна зоны; одновременно в валентной зоне освобождается такое же число мест на верхних уровнях. Такие свободные от электронов места на уровнях заполненной при абсолютном нуле валентной зоны называют дырками. Распределение электронов по уровням валентной зоны и зоны проводимости определяется функцией Ферми. Вычисления показывают, что уровень Ферми лежит точно посредине запрещенной зоны(рис.1). Следовательно, для электронов, перешедших в зону проводимости, величина W—WF мало отличается от половины ширины запрещенной зоны. Уровни зоны проводимости лежат на хвосте кривой распределения. Поэтому вероятность их заполнения электронами можно находить по формуле (1.1) Количество электронов, перешедших в зону проводимости, будет пропорционально вероятности (1.1). Эти электроны, а также, как мы увидим ниже, образовавшиеся в таком же числе дырки, являются носителями тока. (Рис.2) Поскольку ,проводимость пропорциональна числу носителей, она также должна быть пропорциональна выражению (1.1). Следовательно, электропроводность полупроводников быстро растет с температурой, изменяясь по закону (1.2) где ?W—ширина запрещенной зоны. Если на графике откладывать зависимость 1 ? от 1/ , то для полупроводников получается прямая линия, изображенная на рис. 2. По наклону этой прямой можно определить ширину запрещенной зоны ?W. Типичными полупроводниками являются элементы IV группы периодической системы Менделеева — германий и кремний. Они образуют решетку, в которой каждый атом связан ковалентными (парно-электронными) связями с четырьмя равноотстоящими от него соседними атомами. Условно такое взаимное расположение атомов можно представить в виде плоской структуры, изображенной на рис. 3. Кружки со знаком « » обозначают положительно заряженные атомные остатки (т. е. ту часть атома, которая остается после удаления валентных электронов), кружки со знаком «—»— валентные электроны, двойные линии—ковалентные связи. При достаточно высокой температуре тепловое движение может разорвать отдельные пары, освободив один электрон (такой случай показан на рис. 3). . Покинутое электроном место перестает быть нейтральным, в его окрестности возникает избыточный положительный заряд е — образуется дырка. На это место может перескочить электрон одной из соседних пар.

В результате дырка начинает также странствовать по кристаллу, как и освободившийся электрон. (Рис.3) Если свободный электрон встретится с дыркой, они рекомбинируют (соединяются). Это означает, что электрон нейтрализует избыточный положительный заряд, имеющийся в окрестности дырки, и теряет свободу передвижения до тех пор, пока снова не получит от кристал лической решетки энергию, достаточную для своего высвобождения. Рекомбинация приводит к одновременному исчезновению свободного электрона я дырки. На схеме уровней (рис. 1) процессу рекомбинации соответствует переход электрона из зоны проводимости на один из свободных уровней валентной зоны. Итак, в полупроводнике идут одновременно два процесса: рождение попарно свободных электронов и дырок и рекомбинация, приводящая к попарному исчезновению электронов и дырок. Вероятность первого процесса быстро растет с температурой. Вероятность рекомбинации пропорциональна как числу свободных электронов, так и числу дырок. Следовательно, каждой температуре соответствует определенная -равновесная концентрация электронов и дырок, величина которой изменяется с температурой по такому же закону, как и ? . В отсутствие внешнего электрического поля электроны проводимости и дырки движутся хаотически. При включении поля на хаотическое движение накладывается упорядоченное движение: электронов против поля и дырок — в направлении поля. Оба движения — и дырок, и электронов — приводят к переносу заряда вдоль кристалла. Следовательно, собственная электропроводность обусловливается как бы носителями заряда двух знаков— отрицательными электронами и положительными дырками. Собственная проводимость наблюдается во всех безисключения полупроводниках при достаточно высокой температуре. Примесная проводимость. Этот вид проводимости возникает, если некоторые атомы данного полупроводника Рис.4 заменить в узлах кристаллической решетки атомами, валентность которых отличается на единицу от валентности основных атомов. На рис. 4 условно изображена решетка германия с примесью 5-валентных атомов фосфора. Для образования ковалентных связей с соседями атому фосфора достаточно четырех электронов. Следовательно, пятый валентный электрон оказывается как бы лишним и легко отщепляется от атома за счет энергии теплового движения, образуя странствующий свободный электрон. В отличие от рассмотренного раньше случая образование свободного электрона не сопровождается нарушением ковалентных связей, т. е. образованием дырки. Хотя в окрестности атома примеси возникает избыточный положительный заряд, но он связан с этим атомом и перемещаться по решетке не может. Благодаря этому заряду атом примеси может захватить приблизившийся к нему электрон, но связь захваченного электрона с атомом будет непрочной и легко нарушается вновь за счет тепловых колебаний решетки. Таким образом, в полупроводнике с 5-валентной примесью имеется только один вид носителей тока — электроны. Соответственно говорят, что такой полупроводник обладает электронной проводимостью или является полупроводником -типа (от слова ega iv — отрицательный). Атомы примеси, поставляющие электроны проводимости, называются д о н о р а м и.

Примеси искажают поле решетки, что приводит к возникновению на энергетической схеме так называемых локальных уровней, расположенных в запрещенной зоне кристалла (рис. 5). Любой уровень валентной зоны или зоны проводимости может быть занят электроном, находящимся в любом месте кристалла. Рис.5Энергию, соответствующую локальному уровню, электрон может иметь, лишь находясь вблизи атома примеси, вызвавшего появление этого уровня. Следовательно, электрон, занимающий примесный уровень, локализован вблизи атома примеси. Если донорные уровни расположены недалеко от потолка валентной зоны, они не могут существенно повлиять на электрические свойства кристалла. Иначе обстоит дело, когда расстояние таких уровней от дна зоны проводимости гораздо меньше, чем ширина запрещенной зоны, В этом случае энергия теплового движения даже при обычных температурах оказывается достаточной для того, чтобы перевести электрон с донорного уровня в зону проводимости. На рис. 4 этому процессу соответствует отщепление пятого валентного электрона от атома примеси. Захвату свободного электрона атомом примеси соответствует на рис. 5 переход электрона из зоны проводимости на один из донорных уровней. Уровень Ферми в полупроводнике -типа лежит между донорными уровнями и дном зоны проводимости, при невысоких температурах — приблизительно посредине между ними (рис. 5). На рис. 6 условно изображена решетка кремния с примесью 3-валентных атомов бора. Трех валентных электронов атома бора недостаточно для образования Рис.6связей со всеми четырьмя соседями. Поэтому одна из связей окажется неукомплектованной и будет представлять собой место, способное захватить электрон. При переходе на это место электрона одной из соседних пар возникнет дырка, которая будет кочевать по кристаллу. Вблизи атома примеси возникнет избыточный отрицательный заряд, но он будет связан с данным атомом и не может стать носителем тока. Таким образом, в полупроводнике с 3- валентной примесью возникают носители тока только одного вида — дырки. Проводимость в этом случае называется дырочной, а о полупроводнике говорят, что он принадлежит к p-типу (от слова posi iv — положительный). Примеси, вызывающие возникновение дырок, называются акцепторными. На схеме уровней (рис. 7) акцептору соответствует расположенный в запретной зоне недалеко от ее дна локальный уровень. Образованию дырки отвечает переход электрона из валентной зоны на акцепторный уровень. Обратный переход соответствует разрыву одной из четырех ковалентных связей атома примеси с его соседями и рекомбинации образовавшегося при этом электрона и дырки. Уровень Ферми в полупроводнике р-типа лежит между потолком валентной зоны и акцепторными уровнями, при невысоких температурах — приблизительно посредине между ними. С повышением температуры концентрация примесных носителей тока быстро достигает насыщения. Это означает, что практически освобождаются все донорные или Рис.7заполняются электронами все акцепторные уровни. Вместе с тем по мере роста температуры все в большей степени начинает сказываться собственная проводимость полупроводника, обусловленная переходом электронов непосредственно из валентной зоны в зону проводимости.

В солнечных батареях используется явление внешнего фотоэффекта, проявляющегося на p-n-переходе в полупроводнике при освещении его светом. Создают p-n (или n-p)-переход путем введения в монокристаллический полупроводниковый материал-базу примеси с противоположным знаком проводимости. При попадании на p-n-переход солнечного излучения происходит возбуждение электронов валентной зоны и образуется электрический ток во внешней цепи. Коэффициент полезного действия современных солнечных батарей достигает 13-15 процентов. У солнечных электростанций есть одна, но весьма существенная проблема. Получать и использовать «чистую» солнечную энергию на поверхности Земли мешает атмосфера. А что если разместить солнечные энергостанции в космосе, на околоземной орбите. Там не будет атмосферных помех, невесомость позволит создавать многокилометровые конструкции, которые необходимы для «сбора» энергии Солнца. У таких станций есть большое достоинство. Преобразование одного вида энергии в другой неизбежно сопровождается выделением тепла, и сброс его в космос позволит предотвратить опасное перегревание земной атмосферы

1. Определение параметров p-n перехода

2. Определение параметров p-n перехода

3. Изучение свойств P-N-перехода различными методами

4. Литография высокого разрешения в технологии полупроводников

5. Внутренний фотоэффект в полупроводниках

6. Адгезионные свойства металлов и полупроводников в рамках диэлектрического формализма
7. Развитие исследований полупроводников
8. Акустические свойства полупроводников

9. Электрический ток в проводниках и полупроводниках

10. Электрический ток в проводниках и полупроводниках

11. Акустические свойства полупроводников

12. Органические полупроводники

13. Полупроводники в современной физике и технике

14. Проводники, полупроводники и диэлектрики

15. Изменения, произошедшие в финансовой системе России, в переходе к рыночной экономике

16. Финансовый контроль в период перехода к рынку

Набор из 2 тарелок "Avent", от 6 месяцев.
Набор тарелок "Avent" состоит из большой и маленькой глубоких тарелок. Тарелки "Avent" украшены веселыми и красочными
873 руб
Раздел: Тарелки
Настольная игра "Соображарий. Два".
«Соображарий. Два» — продолжение настольного суперхита, который стал неотъемлемой частью вечеринок и семейных посиделок. Игроков
490 руб
Раздел: Игры со словами
Набор шкатулок для рукоделия, 3 штуки, 34x24x18 см, арт. 80832.
Набор включает в себя три шкатулки для рукоделия. Такие шкатулки послужат оригинальным, а главное, практичным подарком, в котором
2715 руб
Раздел: Шкатулки для рукоделия

17. Организация страхования в Украине в условиях перехода к рынку

18. Уездный город N (Гоголь)

19. Переход от первобытности к цивилизации

20. Синтаксический распознаватель арифметического оператора условного перехода языка FORTRAN

21. Диплом Программная система "Аттестации ИТ-специалистов"

22. Морфофункциональная характеристика места перехода пищевода в желудок
23. Женская преступность (диплом)
24. Преемственность и перспективность в работе по русскому языку между I-III (IV) (на материале внеурочной предметной деятельности) (и V-VI классами (Диплом) MS Word`2000)

25. Расчет тепловой схемы ПТУ К-500-65 (3000 (Часть пояснительной к диплому)

26. Математическое моделирование биполярных транзисторов типа p-n-p

27. Анкета по социологии. Выявление потребительского спроса жителей города N на алкогольную продукцию

28. Переход к информационному обществу: дорога в будущее

29. Учет и анализ финансовых результатов (на примере ООО "Карат", г. Биробиджан) ([Диплом])

30. Несостоятельность (банкротство) (юридических лиц [Диплом])

31. Бюджетный процесс в условиях перехода к рыночным отношениям на примере Хабаровского края

32. Концепции перехода к рыночной экономике. Особенности переходной экономики России

Карандаши полимерные "Elios", 24 цвета.
Карандаши полимерные. В наборе: 24 цвета.
339 руб
Раздел: 13-24 цвета
Кружка фарфоровая "Королевские собаки", 485 мл.
Кружка фарфоровая. Объем: 485 мл.
322 руб
Раздел: Кружки
Подгузники "Ушастый нянь", 3 Midi (4-9 кг), 56 штук.
Детские одноразовые подгузники «Ушастый нянь» изготовлены из особо мягких и дышащих материалов, которые нежно контактируют с
536 руб
Раздел: 6-10 кг

33. Проблемы экономической безопасности России в условиях перехода к рынку

34. Переход на григорианский стиль

35. Переход от приказной и коллегиальной системы управления при Петре 1

36. Маркетинговые стратегии малого бизнеса в период перехода к рыночной экономике

37. Переход к терапии атипичными антипсихотическими средствами

38. Москва и Московская губерния в период перехода России к империализму
39. К вопросу о количественно-качественных переходах
40. Преемственность и перспективность в работе по русскому языку между I-III (IV) (на материале внеурочной предметной деятельности) (и V-VI классами (Диплом) MS Word

41. Переход к терапии атипичными антипсихотическими средствами

42. Диплом - Проектирование котельной

43. Диплом по технологии машин

44. Диплом по туризму

45. Системный поход к модели социального развития. Переход "закрытого" общества в "открытое"

46. C, N, O-ацилирование

47. Переход к рыночным отношениям в России (90-е гг. XX в.) и опыт западных и восточных стран

48. Закономерности перехода к рыночной экономике

Игра "Моя первая монополия".
Динамичная игра в торговлю недвижимостью! Играй и учись зарабатывать! Считай деньги, копи наличные и побеждай! Ты можешь стать владельцем
1418 руб
Раздел: Классические игры
Трамвай.
Детский трамвай незаменимый подарок для каждого мальчика. Доставит удовольствие как юным искателям приключений, так и взрослым любителям
720 руб
Раздел: Автобусы, троллейбусы, трамваи
Настольная игра "Выдерни морковку".
Игра позволит вам интересно провести время в кругу семьи и друзей! Зайцы устраивают соревнования за морковкой, которая растет на верху
1790 руб
Раздел: Игры с фигурками

49. Деятельность предприятий в условиях перехода к рыночной экономике (конспект лекций)

50. Развитие малого бизнеса в России и его роль в переходе экономики страны к рынку

51. Переход с упрощенной системы

52. Изменение форм собственности в РФ при переходе к рынку

53. Переход от тоталитарной к социально-ориентированной рыночной экономике.

54. Диплом
55. О переходе языка в речь: когнитивная интерпретация
56. Роль банковской системы в условиях перехода к рынку

57. Синтез 5-ацетил-N,3,6-триметилиндазола и его производных на основе 2,4-диацетил-N,5-диметиланилина

58. Методы определения N-концевой аминокислоты

59. Переход к международным стандартам бухгалтерского учета

60. Совершенствование бухгалтерского учета финансового результата деятельности организации и распределения прибыли в условиях перехода на новый план счетов

61. Переход от тоталитарной к социально-ориентированной рыночной экономике на примере послевоенной Германии 1945-1960гг.

62. Переход от электро-магнитной теории к специальной теории относительности

63. Автоматизация расчета начислений заработной платы в строительном управлении N 151

64. Переяславские соглашения 1654 г.: договор равных или переход в подданство?

Декоративная наклейка-фоторамка, арт. PH-3/3 (CO).
Материал: пластик. Размер: 50x70 см.
490 руб
Раздел: Мультирамки
Кружка фарфоровая "FIFA 2018. Забивака" (белая полоса), 480 мл.
Объем: 480 мл. Материал: фарфор.
407 руб
Раздел: Кружки, посуда
Гель Calgon "3030723", для cмягчения воды и предотвращения образования накипи, 1500 мл.
Гель для смягчения воды и предотвращения образования накипи 2 в 1. Нормативный срок годности товара 24 месяца с момента изготовления.
442 руб
Раздел: Для посудомоечных машин

65. Переход от тоталитарной к социально-ориентированной экономике на примере Германии 1945-1960гг.

66. Место банковской системы в условиях перехода к рынку

67. Переход российских банков на МСФО

68. Деятельность страховых организаций в условиях перехода к рынку

69. Трансформации эволюции, связанные с переходом из водной среды в воздушную

70. Формирование кредитной кооперации - политики сельского хозяйства России в условиях перехода к рыночным отношениям
71. Облік основних засобів та шляхи його вдосконалення в умовах переходу до ринкової економіки
72. Договор строительного подряда при переходе к рынку

73. Тенденции развития трудового права в условиях перехода к рынку труда

74. Переходы звуков

75. Лінійна залежність n–мірних векторів. Програма

76. Побудова дерева каталогів диску і реалізація можливості переходу у вибраний каталог

77. ЭВМ с использованием математического пакета MathCad в среде Windows 98 для решения дифференциального уравнения n-го порядка

78. Кризис Советской власти и переход к новой экономической политике (НЭП)

79. Особенности перехода к рыночной экономике в России

80. Переход Балтийского флота из Таллина в Кронштадт

Настольная игра "Земляничные тропинки".
Очень милая и добрая игра, в которой не может быть проигравших, что очень важно для малышей! Игроки должны помочь собрать медвежатам как
1220 руб
Раздел: Внимание, память, логика
Счеты "Математика".
Благодаря такой интересной игрушке ребёнок очень быстро научится считать! Игрушка состоит из основания, таблички с примерами и 10-ти дуг с
819 руб
Раздел: Счетные наборы, веера
Подарочная расчёска для волос "Полина".
Стильная детская расчёска дарит радость и комфорт. Этот практичный аксессуар по достоинству оценят как маленькие модницы, так юные
372 руб
Раздел: Расчески, щетки для волос

81. Русско-турецкая война (1787-1791). Переход России Правобережной Кубани

82. Конструкция p-i-n диода

83. Расчет параметров структуры интегрального n-p-n транзистора и определение технологических режимов его изготовления

84. Доказательство теоремы Ферма для n=3

85. Изучение теоремы Безу для решения уравнений n-й степени при n>2

86. Анатомічні особливості клубово-сліпокишкового переходу в раньому періоді ортогенезу людини
87. Источники и значение для здоровья витаминов H и N
88. Вплив N-стеароїлетаноламіну на ліпідний склад злоякісних та умовно нормальних клітин

89. Изучение позиций и переходов при игре на скрипке

90. Формирование познавательного интереса к истории у младших школьников как условие перехода к систематическому изучению исторического содержания

91. Переход от диктатуры к демократии в Испании

92. Переход развитых стран Европы, Азии, Америки в постиндустриальную стадию развития

93. Проблема российского менталитета в условиях перехода к рынку

94. Демографический переход в России

95. Безопасность перехода судна по маршруту Астрахань-Некка

96. Навигационный проект перехода Малага - Неаполь т/х "Пархоменко"

Водный игровой центр "Пляж".
Надувной игровой центр "Дельфин" представляет собой детский надувной игровой комплекс с бассейном, фонтаном и разноцветными
1644 руб
Раздел: Батуты, надувные центры
Игровой набор "Шарлотта Земляничка" - Кукла с домом и аксессуарами, 15 см.
Комплект: домик, кукла, кошка, 3 шарика, стол, торт, кувшин, 2 стакана. Размер домика в сложенном виде: высота - 33 см, ширина - 25 см,
1999 руб
Раздел: Шарлотта Земляничка
Конструктор металлический для уроков труда №3, 292 элемента.
Конструктор металлический имеет в своем составе 292 детали, из которых можно собрать 5 моделей - наибольшее количество в серии
392 руб
Раздел: Магнитные и металлические конструкторы

97. Навигационный проект перехода судна типа "Буг" по маршруту порт "Феодосия – порт Палермо"

98. Навигационный проект перехода судна типа "Волго - Балт" по маршруту порт Одесса – порт Триест

99. Навигационный проект перехода судна типа "Десна" по маршруту порт Керчь – порт Кальяри


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.