правило параллельных ветвей

и

1. 
   Электроника. История развития.
   

Электроника – это наука о процессах происходящих в электрических цепях, содержащих электрические элементы, полупроводниковые элементы, электровакуумные элементы, расчета электрических схем с этими элементами.

Основные этапы развития электроники

1). Изучение свойств полупроводников

1883 М.Фарадей , Беккерель

2). Изучение электропроводности

1926 Лименфельд

3). Изготовление транзисторов (и разработка)

1947 Шокли, Бардин, Браттейн

1956 – Нобелевская премия

4). Изготовление туннельного диода

1958 Л.Исаки

5). Изготовление полевых транзисторов 1963

6). Изготовление первого микропроцессора

1972 Intel

2. 
   Электропроводность веществ и материалов.
   

Электропроводность – это некоторое качество веществ, которое характеризует способность проводить электрический ток. Количественно она характеризуется удельной проводимостью, а также концентрацией свободных носителей заряда.

Электропроводность полупроводников возникает, когда полупроводник начинает проводить ток, при приложении внешнего напряжения, при наличии градиента концентрации, при воздействии освещённости, при воздействии радиоактивных излучений.

Все вещества делятся на 4 группы:
Сверхпроводники.

Очень малое сопротивление теоретически R=0.

1. 
   Проводники
   

(10^-6-10^-4) Ом на См.

Металл: серебро, медь, хром, алюминий

Электролит: вода, щелочные кислотные растворы

Вольфрам, нихром – плохие проводники.

2. 
   Полупроводники
   

(10^-4-10^-8) Ом на См.

Германий, кремний, селен, интерметаллические соединения, арсенид галлия GaAs, антимонит индия InSb, Cu₂O, ZnO – оксиды, сульфиды: камния, цинка, SiC – карбиды, фосфиды, органические соединения

3. 
   Диэлектрики.
   

(10⁸ и больше)

Стекло, слюда, эбонит, фарфор, воздух, вакуум

3. 
   Полупроводники. Структура полупроводников.
   

Полупроводники – это особый класс химических элементов, соединений, электропроводность которых в большей степени зависит от внешних факторов: температуры, давления, влажности, освещенности, магнитного поля, примесей и т д

* При изменении температуры на 1°С электропроводность возрастает на 5-6%(сопротивление уменьшается)

* При добавлении мышьяка (5 – 10% от объема) электропроводность увеличивается в 200 раз.

* При освещённости полупроводников его сопротивление уменьшается.

* Воздействие радиационного излучения приводит к уменьшению сопротивления.

Структура полупроводников (Наиболее распространенные полупроводники, применяемые в эл. промышленности – германий и кремний, эти вещества имеют структуру алмазо – подобного вида)

Наличие сил притяжения и отталкивания ядер приводит к равновесию, которое создает устойчивую структуру и обеспечивает необходимые металлические свойства: твердость.

Структура Ge и Si монокристаллическая, в которой атомы размещаются в узлах кристаллической решётки, которая называется тетраэдром. На внешней электронной оболочке 4 электрона. Развернём на плоскости





Особенностью структуры полупроводников является её пространственная устойчивость, алмазоподобная структура. При повышении температуры некоторые связи разрываются в результате энергетического воздействия, при этом некоторые электроны отрываются от своих атомов и становятся свободными носителями заряда. На месте ушедшего электрона образуется нескомпенсированный положительный заряд и незаполненная валентная связь. Энергия в этой связи меньше, чем в заполненной поэтому на место ушедшего электрона может перейти электрон из соседней связи. В результате происходит движение положительного нескомпенсированного заряда,который эквивалентен некоторой частице с зарядом +1е. Этот подвижный нескомпенсированный заряд называется дыркой. При воздействии температуры возникает одинаковое количество n и p. Процесс генерации n и p при воздействии температуры называется термогенерацией. Паралельно с этом процессом идёт противоположный процесс – рекомбинация. При увеличении температуры число n и p возрастает следовательно увеличивается и электропроводность.

Из чистых проводников изготавливают следующие полупроводниковые приборы:

1. 
   Терморезистор
   
2. 
   Фоторезистор
   
3. 
   Тензорезистор
   

4. 
   Примесные полупроводники (примеси полупроводников)
   

Примесным полупроводником называют полупроводник в который введена какая либо примесь. В качестве примесей используют вещества с валентностью 3/5.

5 – Сурьма (Sb), P, As – доннорные примеси.

3 – Al, Ga, B, In – акцепторные примеси.

Различают слабо(), нормально и сильно – легируемые полупроводники

5. 
   Примесные полупроводники n-типа.
   

Добавим Sb. Если в кристалл полупроводника добавить 5 – тивалентную примесь, расплавить, а потом она затвердевает, в результате образуется примесный проводник

При воздействии температуры 5 валентный элемент примеси становиться свободным носителем заряда, увеличивает число ē (образуя электронную проводимость). На месте ушедшего ē остаётся неподвижный положительно заряженный ион атома донорной примеси, этот ион не учавствует в электропроводности .


Примесь, отдающая ē называется донорной.

В таком полупроводнике число е значительно больше числа дырок. ē – называется основным носителем заряда, а дырки – не основным.



Такой примесный полупроводник называется полупроводник n- типа или электронный полупроводник.