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:

Эмоциональная женская травма

Исцеление детской травмы, полученной дочерью в отношениях с отцом

Социологическое исследование

Статистика. Социологическая дефиниция семьи. Предметом социологии образования является изучение взаимосвязи и взаимодействия социального института образования с другими социальными институтами. Молодежь - это социально-демографическая группа.

Навчально-методичний комплекс дисципліни «японська культура»

Програма з курсу «Японська культура» відповідає навчальному плану підготовки студентів з напряму культурологія (галузь знань: – гуманітарні науки), що здобувають освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра на факультеті гуманітарних наук

Получение денежных средств по доверенности 

Для получения денежных средств по программам МПО «КАМЕНА» доверенным лицом необходимо

100 конкурсов для дошкольников и младших школьников

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok