Содержание
Полупроводниковые диоды.. 2
Некоторые положения и определения электронной теории твердого тела 2
Электронно-дырочный переход. 11
Вольтамперная характеристика п-р перехода. 16
Диоды. Основные свойства. 19
Полупроводниковые диоды Некоторые положения и определения электронной теории твердого тела Работа полупроводниковых электронных приборов и интегральных микросхем основана на использовании процессов и явлений, происходящих в твердом теле. Поэтому знание физических основ теории твердого тела необходимо для понимания принципов работы и параметров разнообразных электронных элементов.
Вокруг ядра атома любого вещества движутся по определенным замкнутым траекториям (орбитам) отрицательно заряженные электроны. В нормальном состоянии ядро атома содержит число положительно заряженных протонов, количество которых равно числу внешних электронов и поэтому атом электрически нейтрален. Число электронов, вращающихся вокруг ядра, всегда равно порядковому номеру элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.
В твердом веществе атомы занимают устойчивые положения, определяемые межатомными связями. Обычно наиболее прочные связи возникают в веществе, имеющем кристаллическую структуру.
Вращающиеся в атоме электроны, которые расположены на внешних орбитах, связаны с ядром слабее, чем электроны, находящиеся на внутренних, близких к ядру орбитах. Поэтому под действием соседних атомов или вследствие других причин внешние электроны могут покинуть свою орбиту, что повлечет за собой изменение электрического состояния атома. Электроны, освободившиеся от внутриатомных связей, получили название свободных электронов. Они перемещаются внутри вещества между атомами в различных направлениях и с различными скоростями. При наличии внешнего электрического поля беспорядочное движение свободных электронов становится упорядоченным, направленным. В результате возникает электрический ток. Чем больше свободных электронов имеет вещество, тем выше его электропроводность. Этим и объясняется хорошая проводимость металлов, а также деление твердых тел по способности их проводить электрический ток на проводники, полупроводники и диэлектрики.
Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или разрешенный энергетический уровень. Уровни энергии, которые не могут иметь электроны при переходе с одной орбиты на другую, называются запрещенными.
Количество электронов, находящихся на каждой орбите, и количество орбит для каждого вещества совершенно определенны. Электроны всегда стремятся занять уровни наименьшей энергии. Поэтому все внутренние электронные орбиты оказываются полностью заполненными. Частично заполненной может быть только внешняя орбита. Чем более удаленную от ядра орбиту занимает электрон, тем большую энергию он имеет. При переходах на орбиты, расположенные ближе к ядру, электрон отдает часть своей энергии в окружающую среду, вследствие чего его энергия уменьшается. Наоборот, если электрон в связи с воздействием тепла, света или каких-либо других внешних факторов приобретает дополнительную энергию, то он переходит на новую, более удаленную от ядра орбиту. Электрон, получивший дополнительную энергию, называется возбужденным. ............
