Электротехника. Ответы на билеты

Территория рекламы
1

Билет №1

Собственной проводимостью полупроводников называется проводимость, обусловленная движением под действием электрического поля одинакового числа свободных электронов и дырок, образовавшихся вследствие перехода электронов полупроводника из валентной зоны в зону проводимости. В идеальном полупроводнике при собственной проводимости концентрации электронов (ni) и дырок (pi) равны и много меньше числа уровней в валентной зоне и зоне проводимости. Поэтому свободные электроны занимают уровни вблизи дна зоны проводимости Ec, а свободные дырки - вблизи потолка валентной зоны Ev (рис. 1). При этом:

ni = pi = A exp(-DE/2kT),  (1)

где A=4,82Ч1015T 3/2(mn*mp*/m2)3/4;

mn*, mp* - эффективные массы электрона и дырки;

m - масса электрона;

k - постоянная Больцмана;

DE - ширина запрещенной зоны полупроводника;

T - абсолютная температура (дыркам приписывается эффективная масса mp, равная по абсолютной величине эффективной массе того электрона, который занял бы это валентное состояние, но с противоположным знаком; эффективная масса электрона в валентной зоне вблизи Ev отрицательна).

В общем случае эффективная масса зависит от направления движения носителя, что отражает анизотропию кристалла.

Для образования пары электрон-дырка, т.е. для возникновения собственной проводимости необходимо, чтобы температура полупроводника  была отлична от нуля.

Для Ge, например (DE=0,785 эВ), при Т=300 К ni=pi@2,5Ч1019 м-3.

Величина собственной проводимости:

σ = e(μn ni + μp pi),(2)

где mn, mp - подвижности электронов и дырок, связанные с временем их свободного пробега (tn, tp):

mn = etn /mn*, ... mp = etp /mp*.

При Т=300 К 

s = 2,1 Ом-1м-1 для Ge  (mn = 0,37 м2/ВЧс; mp = 0,18 м2/ВЧс);

s = 2Ч10-4 1Ом-1м-1 для Si  (mn = 0,17 м2/ВЧс; mp = 0,025 м2/ВЧс).

Собственная проводимость наблюдается только в очень чистых (без примесей) и совершенных (без дефектов) полупроводниках, в основном при достаточно высоких температурах.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -3 до 2);

Время существования (log tc от -3 до 15);

Время деградации (log td от -3 до 2);

Время оптимального проявления (log tk от -1 до 1).

Билет №2

Примесная проводимость полупроводников

Билет №4

При прямом включении \(p\)-\(n\)-перехода внешнее напряжение создает в переходе поле, которое противоположно по направлению внутреннему диффузионному полю. Напряженность результирующего поля падает, что сопровождается сужением запирающего слоя. В результате этого большое количество основных носителей зарядов получает возможность диффузионно переходить в соседнюю область (ток дрейфа при этом не изменяется, поскольку он зависит от количества неосновных носителей, появляющихся на границах перехода), т.е. через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном диффузионной составляющей. Диффузионный ток зависит от высоты потенциального барьера и по мере его снижения увеличивается экспоненциально.

Повышенная диффузия носителей зарядов через переход привод к повышению концентрации дырок в области \(n\)-типа и электронов в области \(p\)-типа. Такое повышение концентрации неосновных носителей вследствие влияния внешнего напряжения, приложенного к переходу, называется инжекцией неосновных носителей. Неравновесные неосновные носители диффундируют вглубь полупроводника и нарушают его электронейтральность. Восстановление нейтрального состояния полупроводника происходит за счет поступления носителей зарядов от внешнего источника. Это является причиной возникновения тока во внешней цепи, называемого прямым.

При включении \(p\)-\(n\)-перехода в обратном направлении внешнее обратное напряжение создает электрическое поле, совпадающее по направлению с диффузионным, что приводит к росту потенциального барьера и увеличению ширины запирающего слоя. Все это уменьшает диффузионные токи основных носителей. Для неосновных носителе поле в \(p\)-\(n\)-переходе остается ускоряющим, и поэтому дрейфовый ток не изменяется.

Таким образом, через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном током дрейфа неосновных носителей. Поскольку количество дрейфующих неосновных носителей не зависит от приложенного напряжения (оно влияет только на их скорость), то при увеличении обратного напряжения ток через переход стремиться к предельному значению \(I_S\) , которое называется током насыщения. Чем больше концентрация примесей доноров и акцепторов, тем меньше ток насыщения, а с увеличением температуры ток насыщения растет по экспоненциальному закону.

Билет №7

 Граница раздела металла и полупроводника со слоем положительных зарядов ионов донорной примеси называется переходом Шоттки .

Прямое и обратное включение диодов Шоттки.

- Если приложить внешнее напряжение плюсом на металл, а минусом на полупроводник, возникает внешнее электрическое поле, направленное навстречу полю перехода Шоттки. Это внешнее поле компенсирует поле перехода Шоттки и будет являться ускоряющим для электронов полупроводника. Электроны будут переходить из полупроводника в металл, образуя сравнительно большой прямой ток. Такое включение называется прямым.

- При подаче минуса на металл, а плюса на полупроводник возникает внешнее электрическое поле, сонаправленное с полем перехода Шоттки. Оба этих поля будут тормозящими для электронов полупроводника, и будут отбрасывать их от границы раздела. Оба этих поля будут ускоряющими для электронов металла, но они через границу раздела не пройдут, так как у металла больше работа выхода электрона. Такое включение перехода Шоттки называется обратным.

Обратный ток через переход Шоттки будет полностью отсутствовать, так как в металле не существует неосновных носителей зарядов.

Билет №10

Общие характеристики выпрямительных диодов

.

Билет № 15

Светодиоды, или светоизлучающие диоды

Билет № 16

Импульсные диоды

Билет №18

Устройство биполярного транзистора

.

Билет №20

Включение биполярного транзистора по схеме с общей базой

Билет №23

Динамический режим это такой режим при котором входные и выходные величины изменяются во времени. Под динамическим режимом понимают переход системы из одного стабильного состояния в другое. Зависимость выходных величин от входных называют динамической характеристикой.

y(t) = F(u(t),x(t))

Динамические характеристики бывают:

   временные

   частотные 

Билет № 24

Режим работы рабочей точки в переключающем устройстве обычно называют ключевым.Он характерен тем, что рабочая точка в процессе работы периодически переходит из открытого состояния в запертое и наоборот, что соответствует двум состояниям переключающего устройства: "включено" и "выключено". Простейшая инаиболее распространенная схема ключа - схема с ОЭ(рис.12)

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Ответы. Эл техника билеты.rtf

Ответы. Эл техника билеты.rtf
Размер: 2 Мб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Описание к данному материалу отсутствует

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Бронхиальная астма. Кровотечение желудочное

Бронхиальная астма - заболевание, обусловленное обратимой обструкцией бронхиального дерева. Причины желудочного кровотечения - язвенная болезнь желудка, доброкачественные опухоли желудка.

Государство

Медицинасы. Сырқат. сынақтама жауап

Қант диабеті кезіндегі бауырдағы морфологиялық өзгерістер. Қалқанша безі қызметінің өзгеруінсіз жүретін жемсау. Эритроциттердің тамыр. Жүйелі гемобластоздар. Остеопороз

Контрольная работа по дисциплине «Надежность электронных устройств»

Кафедра «Микро- и нанотехнологии» Результаты аппроксимации интенсивности отказов распределением Вейбулла

Уголовное право. Ответы по ГОСам

УК - уголовный кодекс законодательство Российской Федерации РФ. Юридические, судебные и правоохранительные. Наказания и притупления с точки зрения уголовного права.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok