Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Державна освітня установа вищої професійної освіти
«Волгоградський державний технічний університет»
Контрольна робота
з дисципліни: «Загальна електротехніка»
Тема: «Напівпровідникові прилади»
Варіант № 21
Виконав: студент 2 курсу ФПІК
групи АУЗ - 261с Тюляева І.А.
номер залікової книжки 20161639
Перевірив: доц. Сластінін С.Б.
Волгоград 2012
1. Чим відрізняються енергетичні діаграми провідників, напівпровідників і діелектриків?
Енергетичні зони - це діапазони енергій, до яких можна віднести енергії електронів. Зоною валентності називають такий діапазон енергій, всередині якого знаходиться енергія електрона, який утримується кристалічною решіткою. Щоб електрон покинув атом кристалічної решітки, йому необхідно повідомити велику енергію, ніж ширина забороненої зони. Зоною провідності іменують діапазон енергій, в якому знаходиться енергія електрона, який більше не пов'язаний з певним атомом кристалічної решітки. Рівень Фермі - це такий енергетичний рівень, на якому з імовірністю 1/2 знаходиться електрон, і який постійний при флуктуація температури. Зонна енергетична діаграма - це малюнок, на якому показані енергетичні зони.
На даній зонної діаграмі зображення над буквою (а) відповідає діелектриків, над буквою (б) - напівпровідників, а над буквою (в) - провідникам. По вертикальній осі відкладена енергія електронів, а горизонтальна вісь безрозмірна. Між зонами провідності і валентності діелектриків великий незаповнений проміжок, і впорядкований рух носіїв заряду відсутня. Між енергетичними зонами провідності і валентності напівпровідників відстань не велика, і в зоні валентності допустимо поява дірок, а в зоні провідності такого ж числа електронів, що може забезпечити умови протікання струму. Між зонами провідності і валентності розташована заборонена зона. Енергетичні зони валентності і провідності металів взаємно перекриваються. У результаті передача навіть незначної енергії здатна привести до протікання струму.
. Тунельний діод: визначення, умовно-графічне позначення, характеристики, параметри і призначення
Тунельний діод - напівпровідниковий діод, в якому при прямій напрузі тунельний ефект призводить до появи на ВАХ ділянки негативного диференціального опору.
Позначення на схемах:
Звичайні діоди при збільшенні прямої напруги монотонно збільшують пропускається струм. У тунельному діоді квантово-механічне тунелювання електронів додає горб в вольтамперних характеристику, при цьому, через високу ступеня легування p і n областей, напруга пробою зменшується практично до нуля. Тунельний ефект дозволяє електронам подолати енергетичний бар'єр в зоні переходу з шириною 50..150? при таких напружених, коли зона провідності в n-області має рівні енергетичні рівні з валентною зоною р- області. При подальшому збільшенні прямої напруги рівень Фермі n-області піднімається щодо р-області, потрапляючи на заборонену зону р-області, а оскільки тунелювання не може змінити повну енергію електрона, ймовірність переходу електрона з n-області в p-область різко падає. Це створює на прямій ділянці вольт-амперної характеристики ділянку, де збільшення прямої напруги супроводжується зменшенням сили струму. Дана область негативного диференціального опору і використовується для посилення слабких надвисокочастотних сигналів.
. Пояснити принцип роботи біполярного транзистора
Біполярний транзистор - трёхелектродний напівпровідниковий прилад, один з типів транзистора. Електроди підключені до трьох послідовно розташованим верствам напівпровідника з чергується типом домішкової провідності. За цим способом чергування розрізняють npn і pnp транзистори (n (negative) - електронний тип примесной провідності, p (positive) - дірковий). У біполярному транзисторі, на відміну від інших різновидів, основними носіями є і електрони, і дірки (від слова «бі» - «два»).
Перші транзистори були виготовлені на основі германію. В даний час їх виготовляють в основному з кремнію і арсеніду галію. Останні транзистори використовуються в схемах високочастотних підсилювачів. Біполярний транзистор складається з трьох різним чином легованих напівпровідникових зон: емітера E, бази B і колектора C. Залежно від типу провідності цих зон розрізняють NPN (ем...
