🗊Презентация Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны

Категория: Технология
Нажмите для полного просмотра!
Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №1Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №2Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №3Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №4Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №5Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №6Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №7Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №8Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №9Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №10Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №11Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №12Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №13Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №14Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №15Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №16Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №17Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №18Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №19Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №20Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №21Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №22Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №23Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №24Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №25Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №26Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №27Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №28Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №29Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №30Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №31Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №32Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №33Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №34Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №35Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №36Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №37Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №38Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №39Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №40Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №41Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №42Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №43Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №44Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №45Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №46Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №47Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №48Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны, слайд №49
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Физические основы работы полупроводниковых приборов. Энергетические уровни и зоны. Доклад-сообщение содержит 49 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Физическая электроника
Описание слайда:
Физическая электроника

Слайд 2


Введение Электроникой называют раздел науки и техники, занимающийся исследованием взаимодействия электронов с электромагнитными полями и методов создания электронных приборов и устройств предназначенных для преобразования электромагнитной энергии, в основном для приема, обработки, хранения и передачи информации представленной в виде электрических сигналов.
Описание слайда:
Введение Электроникой называют раздел науки и техники, занимающийся исследованием взаимодействия электронов с электромагнитными полями и методов создания электронных приборов и устройств предназначенных для преобразования электромагнитной энергии, в основном для приема, обработки, хранения и передачи информации представленной в виде электрических сигналов.

Слайд 3


ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Описание слайда:
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Слайд 4


Энергетические уровни и зоны В соответствии с квантовой теорией энергия электрона, вращающегося по своей орбите вокруг ядра, может иметь только определенные дискретные или квантованные значения энергии и дискретные значения орбитальной скорости. Поэтому электрон может двигаться вокруг ядра только по определенным (разрешенным) орбитам.
Описание слайда:
Энергетические уровни и зоны В соответствии с квантовой теорией энергия электрона, вращающегося по своей орбите вокруг ядра, может иметь только определенные дискретные или квантованные значения энергии и дискретные значения орбитальной скорости. Поэтому электрон может двигаться вокруг ядра только по определенным (разрешенным) орбитам.

Слайд 5


Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или энергетический уровень. Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или энергетический уровень. Энергетические уровни отделены друг от друга запрещенными интервалами.
Описание слайда:
Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или энергетический уровень. Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или энергетический уровень. Энергетические уровни отделены друг от друга запрещенными интервалами.

Слайд 6


Согласно принципу Паули Согласно принципу Паули на одном энергетическом уровне не может находиться более двух электронов. В невозбужденном состоянии электроны в атоме находятся на ближайших к ядру орбитах. При поглощении атомом энергии какой-либо электрон может перейти на более высокий свободный уровней, либо вовсе покинуть атом, став свободным носителем электрического заряда (атом превратится в положительно заряженный ион).
Описание слайда:
Согласно принципу Паули Согласно принципу Паули на одном энергетическом уровне не может находиться более двух электронов. В невозбужденном состоянии электроны в атоме находятся на ближайших к ядру орбитах. При поглощении атомом энергии какой-либо электрон может перейти на более высокий свободный уровней, либо вовсе покинуть атом, став свободным носителем электрического заряда (атом превратится в положительно заряженный ион).

Слайд 7


Проводники, полупроводники и диэлектрики В твердых телах атомы вещества могут образовывать правильную кристаллическую решетку. Соседние атомы удерживаются межатомными силами на определенном расстоянии друг от друга в точках равновесия этих сил - узлах кристаллической решетки. Под действием тепла атомы, совершают колебательные движения относительно положения равновесия.
Описание слайда:
Проводники, полупроводники и диэлектрики В твердых телах атомы вещества могут образовывать правильную кристаллическую решетку. Соседние атомы удерживаются межатомными силами на определенном расстоянии друг от друга в точках равновесия этих сил - узлах кристаллической решетки. Под действием тепла атомы, совершают колебательные движения относительно положения равновесия.

Слайд 8


Соседние атомы в твердых телах так близко находятся друг к другу, что их внешние электронные оболочки соприкасаются или перекрываются. Соседние атомы в твердых телах так близко находятся друг к другу, что их внешние электронные оболочки соприкасаются или перекрываются. В результате происходит расщепление энергетических уровней электронов на большое число близко расположенных уровней, образующих энергетические зоны.
Описание слайда:
Соседние атомы в твердых телах так близко находятся друг к другу, что их внешние электронные оболочки соприкасаются или перекрываются. Соседние атомы в твердых телах так близко находятся друг к другу, что их внешние электронные оболочки соприкасаются или перекрываются. В результате происходит расщепление энергетических уровней электронов на большое число близко расположенных уровней, образующих энергетические зоны.

Слайд 9


Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля все энергетические уровни заняты электронами, называется валентной. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля все энергетические уровни заняты электронами, называется валентной.
Описание слайда:
Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля все энергетические уровни заняты электронами, называется валентной. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля все энергетические уровни заняты электронами, называется валентной.

Слайд 10


Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля электроны отсутствуют, называется зоной проводимости. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля электроны отсутствуют, называется зоной проводимости. Между валентной зоной и зоной проводимости расположена запрещенная зона.
Описание слайда:
Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля электроны отсутствуют, называется зоной проводимости. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля электроны отсутствуют, называется зоной проводимости. Между валентной зоной и зоной проводимости расположена запрещенная зона.

Слайд 11


Ширина запрещенной зоны является основным параметром, характеризующим свойства твердого тела. Ширина запрещенной зоны является основным параметром, характеризующим свойства твердого тела.
Описание слайда:
Ширина запрещенной зоны является основным параметром, характеризующим свойства твердого тела. Ширина запрещенной зоны является основным параметром, характеризующим свойства твердого тела.

Слайд 12


В полупроводниковой электронике широкое применение получили В полупроводниковой электронике широкое применение получили германий Ge ( ΔW = 0,67 эВ) и кремний Si (Δ W =1,12 эВ)(элементы 4-й группы периодической системы элементов Менделеева), а также арсенид галлия GaAs (ΔW = 1,43 эВ).
Описание слайда:
В полупроводниковой электронике широкое применение получили В полупроводниковой электронике широкое применение получили германий Ge ( ΔW = 0,67 эВ) и кремний Si (Δ W =1,12 эВ)(элементы 4-й группы периодической системы элементов Менделеева), а также арсенид галлия GaAs (ΔW = 1,43 эВ).

Слайд 13


Электроны в твердом теле могут совершать переходы внутри разрешенной зоны при наличии в ней свободных уровней, а также переходить из одной разрешенной зоны в другую. Электроны в твердом теле могут совершать переходы внутри разрешенной зоны при наличии в ней свободных уровней, а также переходить из одной разрешенной зоны в другую. Для перехода электрона из низшей энергетической зоны в высшую требуется затратить энергию, равную ширине запрещенной зоны. Способность твердого тела проводить ток под действием электрического поля зависит от структуры энергетических зон и степени их заполнения электронами.
Описание слайда:
Электроны в твердом теле могут совершать переходы внутри разрешенной зоны при наличии в ней свободных уровней, а также переходить из одной разрешенной зоны в другую. Электроны в твердом теле могут совершать переходы внутри разрешенной зоны при наличии в ней свободных уровней, а также переходить из одной разрешенной зоны в другую. Для перехода электрона из низшей энергетической зоны в высшую требуется затратить энергию, равную ширине запрещенной зоны. Способность твердого тела проводить ток под действием электрического поля зависит от структуры энергетических зон и степени их заполнения электронами.

Слайд 14


В металлах зона проводимости частично заполнена. В металлах зона проводимости частично заполнена. Концентрация свободных электронов в металлах практически не зависит от температуры. Зависимость электропроводности металлов от температуры обусловлена подвижностью электронов, которая уменьшается с увеличением температуры из-за увеличения амплитуды колебания атомов в кристаллической решетке, что влечет за собой уменьшение длины свободного пробега электрона.
Описание слайда:
В металлах зона проводимости частично заполнена. В металлах зона проводимости частично заполнена. Концентрация свободных электронов в металлах практически не зависит от температуры. Зависимость электропроводности металлов от температуры обусловлена подвижностью электронов, которая уменьшается с увеличением температуры из-за увеличения амплитуды колебания атомов в кристаллической решетке, что влечет за собой уменьшение длины свободного пробега электрона.

Слайд 15


У диэлектриков и полупроводников при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости совершенно пуста, поэтому эти вещества проводить ток не могут. У диэлектриков и полупроводников при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости совершенно пуста, поэтому эти вещества проводить ток не могут. Если этому веществу сообщить достаточное количество энергии, то электроны, могут преодолеть ширину запрещенной зоны и перейти в зону проводимости. В этом случае вещество приобретает некоторую электропроводность, которая возрастает с ростом температуры.
Описание слайда:
У диэлектриков и полупроводников при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости совершенно пуста, поэтому эти вещества проводить ток не могут. У диэлектриков и полупроводников при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости совершенно пуста, поэтому эти вещества проводить ток не могут. Если этому веществу сообщить достаточное количество энергии, то электроны, могут преодолеть ширину запрещенной зоны и перейти в зону проводимости. В этом случае вещество приобретает некоторую электропроводность, которая возрастает с ростом температуры.

Слайд 16


Собственная электропроводность полупроводников Атомы кремния (Si ) располагаются в узлах кристаллической решетки, а электроны наружной электронной оболочки образуют устойчивые ковалентные связи, когда каждая пара валентных электронов принадлежит одновременно двум соседним атомам и образует связывающую эти атомы силу.
Описание слайда:
Собственная электропроводность полупроводников Атомы кремния (Si ) располагаются в узлах кристаллической решетки, а электроны наружной электронной оболочки образуют устойчивые ковалентные связи, когда каждая пара валентных электронов принадлежит одновременно двум соседним атомам и образует связывающую эти атомы силу.

Слайд 17


При температуре абсолютного нуля (T=0K) все энергетические состояния внутренних зон и валентная зона занята электронами полностью, а зона проводимости совершенно пуста. При температуре абсолютного нуля (T=0K) все энергетические состояния внутренних зон и валентная зона занята электронами полностью, а зона проводимости совершенно пуста. Поэтому в этих условиях кристалл полупроводника является практически диэлектриком.
Описание слайда:
При температуре абсолютного нуля (T=0K) все энергетические состояния внутренних зон и валентная зона занята электронами полностью, а зона проводимости совершенно пуста. При температуре абсолютного нуля (T=0K) все энергетические состояния внутренних зон и валентная зона занята электронами полностью, а зона проводимости совершенно пуста. Поэтому в этих условиях кристалл полупроводника является практически диэлектриком.

Слайд 18


При температуре T > 0 К дополнительной энергии, поглощенной каким-либо электроном, может оказаться достаточно для разрыва ковалентной связи и перехода в зону проводимости, где электрон становится свободным носителем электрического заряда (1). При температуре T > 0 К дополнительной энергии, поглощенной каким-либо электроном, может оказаться достаточно для разрыва ковалентной связи и перехода в зону проводимости, где электрон становится свободным носителем электрического заряда (1).
Описание слайда:
При температуре T > 0 К дополнительной энергии, поглощенной каким-либо электроном, может оказаться достаточно для разрыва ковалентной связи и перехода в зону проводимости, где электрон становится свободным носителем электрического заряда (1). При температуре T > 0 К дополнительной энергии, поглощенной каким-либо электроном, может оказаться достаточно для разрыва ковалентной связи и перехода в зону проводимости, где электрон становится свободным носителем электрического заряда (1).

Слайд 19


Электроны хаотически движутся внутри кристаллической решетки и представляют собой так называемый электронный газ. Электроны хаотически движутся внутри кристаллической решетки и представляют собой так называемый электронный газ. Электроны при своем движении сталкиваются с колеблющимися в узлах кристаллической решетки атомами, а в промежутках между столкновениями они движутся прямолинейно и равномерно.
Описание слайда:
Электроны хаотически движутся внутри кристаллической решетки и представляют собой так называемый электронный газ. Электроны хаотически движутся внутри кристаллической решетки и представляют собой так называемый электронный газ. Электроны при своем движении сталкиваются с колеблющимися в узлах кристаллической решетки атомами, а в промежутках между столкновениями они движутся прямолинейно и равномерно.

Слайд 20


У атома полупроводника, от которого отделился электрон, возникает незаполненный энергетический уровень в валентной зоне, называемый дыркой. У атома полупроводника, от которого отделился электрон, возникает незаполненный энергетический уровень в валентной зоне, называемый дыркой.
Описание слайда:
У атома полупроводника, от которого отделился электрон, возникает незаполненный энергетический уровень в валентной зоне, называемый дыркой. У атома полупроводника, от которого отделился электрон, возникает незаполненный энергетический уровень в валентной зоне, называемый дыркой.

Слайд 21


Для простоты дырку рассматривают как Для простоты дырку рассматривают как единичный положительный электрический заряд. Дырка может перемещаться по всему объему полупроводника под действием электрических полей, в результате разности концентраций носителей заряда в различных зонах полупроводника, участвовать в тепловом движении.
Описание слайда:
Для простоты дырку рассматривают как Для простоты дырку рассматривают как единичный положительный электрический заряд. Дырка может перемещаться по всему объему полупроводника под действием электрических полей, в результате разности концентраций носителей заряда в различных зонах полупроводника, участвовать в тепловом движении.

Слайд 22


Таким образом, в кристалле полупроводника при нагревании могут образовываться пары носителей электрических зарядов «электрон – дырка», которые обусловливают появление собственной электрической проводимости полупроводника. Таким образом, в кристалле полупроводника при нагревании могут образовываться пары носителей электрических зарядов «электрон – дырка», которые обусловливают появление собственной электрической проводимости полупроводника.
Описание слайда:
Таким образом, в кристалле полупроводника при нагревании могут образовываться пары носителей электрических зарядов «электрон – дырка», которые обусловливают появление собственной электрической проводимости полупроводника. Таким образом, в кристалле полупроводника при нагревании могут образовываться пары носителей электрических зарядов «электрон – дырка», которые обусловливают появление собственной электрической проводимости полупроводника.

Слайд 23


Процесс образования пары «электрон – дырка» называют генерацией свободных носителей заряда. Процесс образования пары «электрон – дырка» называют генерацией свободных носителей заряда. После своего образования пара «электрон – дырка» существует в течение некоторого времени, называемого временем жизни носителей электрического заряда.
Описание слайда:
Процесс образования пары «электрон – дырка» называют генерацией свободных носителей заряда. Процесс образования пары «электрон – дырка» называют генерацией свободных носителей заряда. После своего образования пара «электрон – дырка» существует в течение некоторого времени, называемого временем жизни носителей электрического заряда.

Слайд 24


В течение времени жизни носители В течение времени жизни носители участвуют в тепловом движении, взаимодействуют с электрическими и магнитными полями как единичные электрические заряды, перемещаются под действием градиента концентрации, а затем рекомбинируют, т. е. электрон восстанавливает ковалентную связь (2).
Описание слайда:
В течение времени жизни носители В течение времени жизни носители участвуют в тепловом движении, взаимодействуют с электрическими и магнитными полями как единичные электрические заряды, перемещаются под действием градиента концентрации, а затем рекомбинируют, т. е. электрон восстанавливает ковалентную связь (2).

Слайд 25


При рекомбинации электрона и дырки происходит высвобождение энергии. При рекомбинации электрона и дырки происходит высвобождение энергии. В зависимости от того, как расходуется эта энергия, рекомбинацию можно разделить на два вида: излучательную и безызлучательную.
Описание слайда:
При рекомбинации электрона и дырки происходит высвобождение энергии. При рекомбинации электрона и дырки происходит высвобождение энергии. В зависимости от того, как расходуется эта энергия, рекомбинацию можно разделить на два вида: излучательную и безызлучательную.

Слайд 26


Излучательной является рекомбинация, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается в виде кванта света – фотона. Излучательной является рекомбинация, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается в виде кванта света – фотона.
Описание слайда:
Излучательной является рекомбинация, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается в виде кванта света – фотона. Излучательной является рекомбинация, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается в виде кванта света – фотона.

Слайд 27


При безызлучательной рекомбинации избыточная энергия передается кристаллической решетке полупроводника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов – квантов тепловой энергии. При безызлучательной рекомбинации избыточная энергия передается кристаллической решетке полупроводника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов – квантов тепловой энергии.
Описание слайда:
При безызлучательной рекомбинации избыточная энергия передается кристаллической решетке полупроводника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов – квантов тепловой энергии. При безызлучательной рекомбинации избыточная энергия передается кристаллической решетке полупроводника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов – квантов тепловой энергии.

Слайд 28


Генерация пар носителей «электрон – дырка» и появление собственной электропроводности полупроводника может происходить и при любом другом способе энергетического воздействия на полупроводник – квантами лучистой энергии, ионизирующим излучением и т.д. Генерация пар носителей «электрон – дырка» и появление собственной электропроводности полупроводника может происходить и при любом другом способе энергетического воздействия на полупроводник – квантами лучистой энергии, ионизирующим излучением и т.д.
Описание слайда:
Генерация пар носителей «электрон – дырка» и появление собственной электропроводности полупроводника может происходить и при любом другом способе энергетического воздействия на полупроводник – квантами лучистой энергии, ионизирующим излучением и т.д. Генерация пар носителей «электрон – дырка» и появление собственной электропроводности полупроводника может происходить и при любом другом способе энергетического воздействия на полупроводник – квантами лучистой энергии, ионизирующим излучением и т.д.

Слайд 29


Распределение электронов по энергетическим уровням Вероятность заполнения электроном энергетического уровня W при температуре T определяется функцией распределения Ферми:
Описание слайда:
Распределение электронов по энергетическим уровням Вероятность заполнения электроном энергетического уровня W при температуре T определяется функцией распределения Ферми:

Слайд 30


где T – температура в градусах Кельвина; k – постоянная Больцмана; WF – энергия уровня Ферми (средний энергетический уровень, вероятность заполнения которого равна 0,5 при T = 0 К ).
Описание слайда:
где T – температура в градусах Кельвина; k – постоянная Больцмана; WF – энергия уровня Ферми (средний энергетический уровень, вероятность заполнения которого равна 0,5 при T = 0 К ).

Слайд 31


Соответственно функция (1- fn(W)) определяет вероятность того, что квантовое состояние с энергией E свободно от электрона, т. е. занято дыркой
Описание слайда:
Соответственно функция (1- fn(W)) определяет вероятность того, что квантовое состояние с энергией E свободно от электрона, т. е. занято дыркой

Слайд 32


При T = 0 К все энергетические уровни, находящиеся выше уровня Ферми, свободны.
Описание слайда:
При T = 0 К все энергетические уровни, находящиеся выше уровня Ферми, свободны.

Слайд 33


При T > 0 К увеличивается вероятность заполнения электроном энергетического уровня, расположенного выше уровня Ферми. При T > 0 К увеличивается вероятность заполнения электроном энергетического уровня, расположенного выше уровня Ферми. Ступенчатый характер функции распределения сменяется на более плавный.
Описание слайда:
При T > 0 К увеличивается вероятность заполнения электроном энергетического уровня, расположенного выше уровня Ферми. При T > 0 К увеличивается вероятность заполнения электроном энергетического уровня, расположенного выше уровня Ферми. Ступенчатый характер функции распределения сменяется на более плавный.

Слайд 34


Примесная электропроводность полупроводников Электропроводность полупроводника может обусловливаться не только генерацией пар носителей «электрон – дырка» вследствие какого-либо энергетического воздействия, но и введением в структуру полупроводника определенных примесей.
Описание слайда:
Примесная электропроводность полупроводников Электропроводность полупроводника может обусловливаться не только генерацией пар носителей «электрон – дырка» вследствие какого-либо энергетического воздействия, но и введением в структуру полупроводника определенных примесей.

Слайд 35


Примеси бывают Примеси бывают 1) донорного типа, 2) акцепторного типа.
Описание слайда:
Примеси бывают Примеси бывают 1) донорного типа, 2) акцепторного типа.

Слайд 36


Донорные примеси Донор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, занятый в невозбужденном состоянии электроном и способный в возбужденном состоянии отдать электрон в зону проводимости.
Описание слайда:
Донорные примеси Донор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, занятый в невозбужденном состоянии электроном и способный в возбужденном состоянии отдать электрон в зону проводимости.

Слайд 37


Пример донорной примеси – сурьма (Sb) (элемент V группы таблицы Менделеева). Пример донорной примеси – сурьма (Sb) (элемент V группы таблицы Менделеева).
Описание слайда:
Пример донорной примеси – сурьма (Sb) (элемент V группы таблицы Менделеева). Пример донорной примеси – сурьма (Sb) (элемент V группы таблицы Менделеева).

Слайд 38


Связь с ядром пятого электрона атома примеси слабее по сравнению с другими электронами. Связь с ядром пятого электрона атома примеси слабее по сравнению с другими электронами. Под действием теплового колебания атомов кристаллической решетки связь этого электрона с атомом легко разрушается, и он переходит в зону проводимости, становясь при этом свободным носителем электрического заряда.
Описание слайда:
Связь с ядром пятого электрона атома примеси слабее по сравнению с другими электронами. Связь с ядром пятого электрона атома примеси слабее по сравнению с другими электронами. Под действием теплового колебания атомов кристаллической решетки связь этого электрона с атомом легко разрушается, и он переходит в зону проводимости, становясь при этом свободным носителем электрического заряда.

Слайд 39


Атом примеси, потеряв один электрон, становится положительно заряженным ионом с единичным положительным зарядом. Атом примеси, потеряв один электрон, становится положительно заряженным ионом с единичным положительным зарядом. Он не может перемещаться внутри кристалла, так как связан с соседними атомами полупроводника межатомными связями, и может лишь совершать колебательные движения около положения равновесия в узле кристаллической решетки. Электрическая нейтральность кристалла полупроводника не нарушается, так как заряд каждого электрона, перешедшего в зону проводимости, уравновешивается положительно заряженным ионом примеси.
Описание слайда:
Атом примеси, потеряв один электрон, становится положительно заряженным ионом с единичным положительным зарядом. Атом примеси, потеряв один электрон, становится положительно заряженным ионом с единичным положительным зарядом. Он не может перемещаться внутри кристалла, так как связан с соседними атомами полупроводника межатомными связями, и может лишь совершать колебательные движения около положения равновесия в узле кристаллической решетки. Электрическая нейтральность кристалла полупроводника не нарушается, так как заряд каждого электрона, перешедшего в зону проводимости, уравновешивается положительно заряженным ионом примеси.

Слайд 40


Таким образом, полупроводник приобретает свойство примесной электропроводности, обусловленной наличием свободных электронов в зоне проводимости. Таким образом, полупроводник приобретает свойство примесной электропроводности, обусловленной наличием свободных электронов в зоне проводимости. Этот вид электропроводности называется электронной и обозначается буквой n (негативная, отрицательная проводимость), а полупроводники с таким типом проводимости называются полупроводниками n-типа.
Описание слайда:
Таким образом, полупроводник приобретает свойство примесной электропроводности, обусловленной наличием свободных электронов в зоне проводимости. Таким образом, полупроводник приобретает свойство примесной электропроводности, обусловленной наличием свободных электронов в зоне проводимости. Этот вид электропроводности называется электронной и обозначается буквой n (негативная, отрицательная проводимость), а полупроводники с таким типом проводимости называются полупроводниками n-типа.

Слайд 41


Уровень Ферми будет смещаться вверх, к границе зоны проводимости Wп . Малейшее приращение энергии электрона приводит к его переходу в зону проводимости. Уровень Ферми будет смещаться вверх, к границе зоны проводимости Wп . Малейшее приращение энергии электрона приводит к его переходу в зону проводимости.
Описание слайда:
Уровень Ферми будет смещаться вверх, к границе зоны проводимости Wп . Малейшее приращение энергии электрона приводит к его переходу в зону проводимости. Уровень Ферми будет смещаться вверх, к границе зоны проводимости Wп . Малейшее приращение энергии электрона приводит к его переходу в зону проводимости.

Слайд 42


Акцепторные примеси Акцептор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, свободный от электрона в невозбужденном состоянии и способный захватить электрон из валентной зоны в возбужденном состоянии.
Описание слайда:
Акцепторные примеси Акцептор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, свободный от электрона в невозбужденном состоянии и способный захватить электрон из валентной зоны в возбужденном состоянии.

Слайд 43


Если в кристаллическую решетку полупроводника кремния ввести атомы примеси - индия (In) (элемент III группы таблицы Менделеева), имеющего на наружной электронной оболочке три валентных электрона, то эти три валентных электрона устанавливают прочные ковалентные связи с тремя соседними атомами кремния из четырех. Если в кристаллическую решетку полупроводника кремния ввести атомы примеси - индия (In) (элемент III группы таблицы Менделеева), имеющего на наружной электронной оболочке три валентных электрона, то эти три валентных электрона устанавливают прочные ковалентные связи с тремя соседними атомами кремния из четырех.
Описание слайда:
Если в кристаллическую решетку полупроводника кремния ввести атомы примеси - индия (In) (элемент III группы таблицы Менделеева), имеющего на наружной электронной оболочке три валентных электрона, то эти три валентных электрона устанавливают прочные ковалентные связи с тремя соседними атомами кремния из четырех. Если в кристаллическую решетку полупроводника кремния ввести атомы примеси - индия (In) (элемент III группы таблицы Менделеева), имеющего на наружной электронной оболочке три валентных электрона, то эти три валентных электрона устанавливают прочные ковалентные связи с тремя соседними атомами кремния из четырех.

Слайд 44


Одна из связей остается не заполненной. Одна из связей остается не заполненной. Заполнение этой свободной связи может произойти за счет электрона, перешедшего к атому примеси от соседнего атома основного полупроводника при нарушении какой-либо связи.
Описание слайда:
Одна из связей остается не заполненной. Одна из связей остается не заполненной. Заполнение этой свободной связи может произойти за счет электрона, перешедшего к атому примеси от соседнего атома основного полупроводника при нарушении какой-либо связи.

Слайд 45


Атом примеси, приобретая лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом, а дырка, образовавшаяся в атоме основного полупроводника, имея единичный положительный заряд, может перемещаться от одного атома полупроводника к другому внутри кристалла. Атом примеси, приобретая лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом, а дырка, образовавшаяся в атоме основного полупроводника, имея единичный положительный заряд, может перемещаться от одного атома полупроводника к другому внутри кристалла.
Описание слайда:
Атом примеси, приобретая лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом, а дырка, образовавшаяся в атоме основного полупроводника, имея единичный положительный заряд, может перемещаться от одного атома полупроводника к другому внутри кристалла. Атом примеси, приобретая лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом, а дырка, образовавшаяся в атоме основного полупроводника, имея единичный положительный заряд, может перемещаться от одного атома полупроводника к другому внутри кристалла.

Слайд 46


Такой тип проводимости называется дырочным и обозначается буквой p (позитивный, положительный тип проводимости), а полупроводник называется полупроводником р-типа. Такой тип проводимости называется дырочным и обозначается буквой p (позитивный, положительный тип проводимости), а полупроводник называется полупроводником р-типа.
Описание слайда:
Такой тип проводимости называется дырочным и обозначается буквой p (позитивный, положительный тип проводимости), а полупроводник называется полупроводником р-типа. Такой тип проводимости называется дырочным и обозначается буквой p (позитивный, положительный тип проводимости), а полупроводник называется полупроводником р-типа.

Слайд 47


Орицательно заряженные ионы акцепторной примеси в полупроводнике р-типа не могут перемещаться внутри кристалла, так как находятся в узлах кристаллической решетки и связаны межатомными связями с соседними атомами полупроводника. Орицательно заряженные ионы акцепторной примеси в полупроводнике р-типа не могут перемещаться внутри кристалла, так как находятся в узлах кристаллической решетки и связаны межатомными связями с соседними атомами полупроводника. В целом полупроводниковый кристалл остается электрически нейтральным.
Описание слайда:
Орицательно заряженные ионы акцепторной примеси в полупроводнике р-типа не могут перемещаться внутри кристалла, так как находятся в узлах кристаллической решетки и связаны межатомными связями с соседними атомами полупроводника. Орицательно заряженные ионы акцепторной примеси в полупроводнике р-типа не могут перемещаться внутри кристалла, так как находятся в узлах кристаллической решетки и связаны межатомными связями с соседними атомами полупроводника. В целом полупроводниковый кристалл остается электрически нейтральным.

Слайд 48


Вероятность захвата электрона и перехода его в валентную зону возрастает в полупроводниках p-типа, поэтому уровень Ферми здесь смещается вниз, к границе валентной зоны Вероятность захвата электрона и перехода его в валентную зону возрастает в полупроводниках p-типа, поэтому уровень Ферми здесь смещается вниз, к границе валентной зоны
Описание слайда:
Вероятность захвата электрона и перехода его в валентную зону возрастает в полупроводниках p-типа, поэтому уровень Ферми здесь смещается вниз, к границе валентной зоны Вероятность захвата электрона и перехода его в валентную зону возрастает в полупроводниках p-типа, поэтому уровень Ферми здесь смещается вниз, к границе валентной зоны

Слайд 49


При очень больших концентрациях примесей в полупроводниках уровень Ферми может даже выходить за пределы запрещенной зоны либо в зону проводимости (в полупроводниках n-типа) либо в зону валентную (в полупроводниках p-типа). Такие полупроводники называются вырожденными. При очень больших концентрациях примесей в полупроводниках уровень Ферми может даже выходить за пределы запрещенной зоны либо в зону проводимости (в полупроводниках n-типа) либо в зону валентную (в полупроводниках p-типа). Такие полупроводники называются вырожденными.
Описание слайда:
При очень больших концентрациях примесей в полупроводниках уровень Ферми может даже выходить за пределы запрещенной зоны либо в зону проводимости (в полупроводниках n-типа) либо в зону валентную (в полупроводниках p-типа). Такие полупроводники называются вырожденными. При очень больших концентрациях примесей в полупроводниках уровень Ферми может даже выходить за пределы запрещенной зоны либо в зону проводимости (в полупроводниках n-типа) либо в зону валентную (в полупроводниках p-типа). Такие полупроводники называются вырожденными.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию