Dispozitive semiconductoare. Lebedev A.I. Fizica dispozitivelor semiconductoare. Caracteristica curent-tensiune a tranzistorului

Toate solidele, în conformitate cu proprietățile lor electrice, pot fi împărțite în metale, semiconductori și dielectrici. Rezistivitate (p) a diferitelor solide variază în limite foarte largi: pentru metale p< 10 -4 Ом см, для полупроводников р - 10~ 4 -Ю 10 Ом*см, для диэлектриков р >10 ohm cm. Aceste diferențe în valorile p se datorează particularităților structurii energetice pentru diferite tipuri de solide cristaline. Structurile stărilor energetice ale semiconductorilor și dielectricilor (Fig. 1.1) nu sunt fundamental diferite unele de altele, toate diferențele se datorează doar diferenței de bandă interzisă (A E e):în semiconductori de obicei AE 3^ 3 eV, și în dielectrici AE 3 > 3 eV.

Cel mai folosit în dispozitive electronice găsite materiale semiconductoare, care sunt împărțite în proprii(pură, nealterată) și impurităţi. Atât în semiconductori intrinseci, cât și în cele de impurități (energie

Orez. 1.1

diagramele acestora din urmă sunt prezentate în Fig. 1.2) există două tipuri de purtători de taxe gratuite - electroniiȘi găuri. Transportatori de taxe gratuite Astfel de purtători sunt numiți a căror energie cinetică este mai mare decât energia lor potențială de legare cu atomii. Concentrația purtătorilor liberi este determinată de două procese opuse - lor generaţieȘi recombinare. Generarea purtătorilor de sarcină, adică formarea de electroni liberi și găuri, se realizează atunci când un semiconductor este expus la energie termică, lumină, radiații ionizante, fascicule de particule încărcate și alți factori de energie. În condiții de echilibru termodinamic (la temperaturi T > O K) există întotdeauna generare termică de purtători, a căror intensitate crește odată cu creșterea temperaturii. În semiconductorul intrinsec, perechile electron-gaură se formează în timpul procesului de generare.

Pe diagrama energetică a unui semiconductor intrinsec (vezi Fig. 1.1), acest proces este ilustrat de săgeata 1, care arată tranziția unui electron din banda de valență, a cărei limită superioară corespunde energiei. E în y la banda de conducere (E p- a ei linia de jos). În banda de valență, când un electron trece în banda de conducție, rămâne o gaură. (Să notăm concentrația de electroni și găuri sărbătoare respectiv.) Astfel, în stare de echilibru în semiconductorul intrinsec p = p = p 17 adică

Unde n 1- concentrația de echilibru a purtătorilor de sarcină liberi în semiconductorul intrinsec la o temperatură dată.

Într-o stare de echilibru, procesele de generare a perechilor electron-gaură în semiconductorul intrinsec sunt echilibrate

Orez. 1.2

procese de recombinare militară. Concentrațiile de echilibru ale electronilor și găurilor pentru un semiconductor intrinsec cu bandă interzisă &E. L poate fi calculată după următoarea expresie:

Unde N p = 2(2k în t p kT/k 2) 3/2, LH B = 2(2k t r kT /K 2) 312 - densitățile efective ale stărilor energeticeîn banda de conducere și, respectiv, în banda de valență; w pȘi t r- mase efective de electroni și găuri; La= 1,38 10 23 J/K - constanta Boltzmann; La~ 6,6 10~ 34 J s - constanta lui Planck; T- temperatura în grade Kelvin (K).

În expresia (1.2), factorul exponențial determină o creștere bruscă a concentrației de purtători de încărcare liberă odată cu creșterea temperaturii T sau reducerea benzii interzise D E 3. Efectul benzii interzise asupra concentrației purtătorilor în semiconductori intrinseci poate fi ilustrat folosind exemplul de siliciu (81) și arseniura de galiu (GaAb), care sunt cele mai utilizate pe scară largă în tehnologia semiconductoarelor: atunci când T= 300 K AE 3= 1,12 eV pentru B1 și AE 3= 1,42 eV pentru CaAb, iar concentrația purtătorilor intrinseci, respectiv, este de 1,4 10 10 și, respectiv, 1,8 * 10 6 cm“ 3. Acest exemplu arată că o diferență de bandă interzisă de numai 1,27 ori duce la o modificare a concentrației purtătorului cu patru ordine de mărime.

Semiconductori impuri pot fi donator, acceptorȘi compensate.În semiconductori donatori, sau în semiconductori de tip n(conțin o impuritate donor pentavalentă, precum fosfor sau arsen pentru siliciu), predomină conductivitatea electronică. Aceasta înseamnă că concentrația de electroni liberi p p0 y in care în acest caz, sunt numite transportatorii principaliîntr-o stare de echilibru la nu prea temperaturi mari T(astfel încât £!G <&. E 3) este cu multe ordine de mărime mai mare decât concentrația propriilor purtători l 1 iar găurile p l0, care în acest caz sunt mass-media non-mare.

La temperaturi nu prea ridicate, numărul copleșitor de electroni dintr-un semiconductor de tip l apare din cauza ionizării termice a atomilor donatori; Ca rezultat, atomii donatori se transformă în ioni încărcați pozitiv, iar electronii îndepărtați din ei devin purtători liberi de sarcină.

În fig. 1.2, A acest proces este ilustrat printr-o săgeată și corespunde tranziției unui electron de la nivelul donorului E lîn zona de conducere. Nivel E d este format din atomi de impurități donor din band gap. Diferența energetică A E l = E i - E d egală cu energia de ionizare a donatorilor. Datorită energiei scăzute de ionizare (sutimi de electron volt sau mai puțin) la temperatura camerei (G = 300 K; CT= 0,026 eV) aproape toți atomii donor sunt ionizați și concentrația purtătorilor majoritari (electroni în acest caz) este egală cu concentrația donorului n n0~ DO D și se determină concentrația purtătorilor minoritari (găuri). legea acțiunii masei p p0 p p0 = p, si este egal cu

Într-o stare de echilibru în semiconductori de impurități, precum și în semiconductori intrinseci, procesele de generare și recombinare a purtătorilor liberi au loc simultan. Ca rezultat, se stabilesc concentrațiile de echilibru ale electronilor și găurilor. Folosind expresiile (1.2) și (1.3), concentrația purtătorilor minoritari (găuri) în semiconductorul donor în starea de echilibru poate fi determinată prin următoarea formulă:

Când într-un semiconductor este introdusă o impuritate acceptor cu o concentrație de /Va n 1= p 4 conductivitate găuri va predomina în ea. Un astfel de semiconductor se numește găurit sau semiconductor de tip p. Găurile în acest caz apar din cauza ionizării atomilor acceptori, adică ca urmare a adăugării de electroni la ei, care apar atunci când legăturile sunt rupte în atomii propriului semiconductor.

Pe diagrama energetică (vezi Fig. 1.2, b) procesul descris corespunde tranziției unui electron din banda de valență la nivelul acceptor E a, situat în banda interzisă în apropierea plafonului E în banda de valență. Ca urmare, în banda de valență se formează niveluri libere, iar atomul acceptor se transformă într-un ion negativ. Similar unui semiconductor donor, într-un semiconductor acceptor, din cauza energiei scăzute de ionizare la temperatura camerei, aproape toți atomii acceptori sunt ionizați și concentrația purtătorilor majoritari p/R) (în acest caz, găuri) este egală cu concentrația. a acceptoarelor 7V a, i.e. r r O" N / A. Echilibru

concentrația purtătorilor minoritari - electroni Prts- să determinăm dintr-o relație similară cu formula (1.3)

Luând în considerare (1.2), se ajunge la o expresie „simetrică” cu formula (1.4):

În dispozitivele semiconductoare, concentrația de donatori și acceptori LG D variază într-un interval larg de la 10 13 la 10 21 cm -3. La o concentrație mare de atomi de impurități, datorită interacțiunii puternice dintre aceștia, nivelurile de impurități ( E l sau E a) sunt împărțite în subniveluri, în urma căreia se formează o bandă de impurități, care, la concentrații de 7U a, 7U D mai mari de 10 20 cm~ 3, se suprapune cu banda de conducție pentru semiconductori donatori și cu banda de valență pentru semiconductori acceptori. . Când nivelurile de impurități se suprapun cu banda de conducție sau banda de valență, energia de ionizare a impurității scade la zero și apare o bandă parțial umplută. Ca și în metale, în acest caz în semiconductori conductivitatea există chiar și la T= O K. Astfel de semiconductori se numesc degenerat.

În condiții reale, semiconductorii conțin de obicei atât impurități donor, cât și acceptoare. Dacă N d > ./U a, rezultatul este un semiconductor de tip l, iar cu LG a > # d - un semiconductor de tip p. În primul caz, concentrarea eficientă a donatorilor este importantă N d- LG a, iar în al doilea caz, concentrația efectivă a acceptoarelor LG a - A^ d. Când LG a = LG D, semiconductorul se numește compensate. Concentrația purtătorilor liberi în el este aceeași ca și în semiconductorul nativ.

Atomii unor impurități pot forma niveluri de energie în banda interzisă la o distanță considerabilă de E pȘi E p; se numesc astfel de atomi capcane. Nivelurile de energie corespunzătoare capcanelor donatoare sunt situate deasupra mijlocului benzii interzise, iar nivelurile acceptorului sunt situate mai jos. O capcană donor este neutră dacă nivelul său de energie corespunzător este umplut (ocupat de un electron) și se transformă într-un ion pozitiv dacă nivelul este gol. Capcanele acceptoare sunt neutre la nivel liber și încărcate negativ ( ioni negativi) la completarea acestuia.

Dependența de temperatură a concentrației de purtători de încărcare liberă. Concentrația purtătorului în semiconductori de impurități, precum și în semiconductori intrinseci, depinde în mod semnificativ de temperatură. Să luăm în considerare dependența de temperatură a concentrației de electroni în siliciu folosind exemplul unui semiconductor de tip i (Fig. 1.3). Pe el se pot distinge trei zone. La temperaturi scăzute(regiune 1) odată cu creșterea temperaturii, concentrația de electroni liberi (i ~ p p) crește odată cu creșterea numărului de donatori ionizați. Dependența concentrației de electroni de 1 /T este determinată de o funcție exponențială de forma exp [-AE A /(2kT)]> prin urmare, la o scară semilogaritmică este reprezentat de o linie dreaptă, a cărei pantă este proporțională cu energia de ionizare a donatorilor D E d,În zonă 2 aproape toți donatorii sunt ionizați, iar concentrația de electroni intrinseci n i este nesemnificativă, prin urmare, odată cu creșterea temperaturii, numărul total de electroni liberi se modifică nesemnificativ, iar concentrația lor poate fi considerată egală cu concentrația donorului: i ~ n n0 ~ N..În regiunea cu temperaturi ridicate (regiunea 3) are loc ionizarea intensă a atomilor proprii ai semiconductorului, astfel încât concentrația purtătorilor intrinseci devine mai mare decât concentrația purtătorilor principali de impurități,

Orez. 1.3

adică n 1 > n n0~ ^U d. În regiunea luată în considerare, concentraţia purtătorului este determinată de dependenţă n ~ n 1 ~ exp(-D £ 3 /(2/rm care pe o scară semilogaritmică este reprezentată de o dreaptă cu un unghi de pantă p și tg p este proporțională cu banda interzisă &E y

O creștere a concentrației de impurități duce nu numai la o creștere a concentrației de purtători majoritari, ci și la o scădere proporțională a concentrației de purtători minoritari, în conformitate cu expresiile (1.3) și (1.5), care este asociată cu un creșterea probabilității recombinării lor, proporțională cu produsul concentrațiilor observate.

Majoritate dispozitive semiconductoare functioneaza normal in intervalul de temperatura corespunzator zonei 2 în fig. 1.3. Temperatura maximaîn această regiune Tmax este determinat aproximativ din condiție yy, = N d(pentru semiconductor de tip l). Este proporțională cu banda interzisă și crește odată cu creșterea concentrației de impurități (vezi Fig. 1.3, curbele a, b).

Concentrația purtătorilor minoritari în regiunea 2, spre deosebire de concentrația purtătorilor majoritari, crește puternic odată cu creșterea temperaturii conform expresiilor (1.4) și respectiv (1.6), pentru un semiconductor electronic (unde găurile sunt purtători minoritari) și pentru un semiconductor de gaură (purtătorii minoritari sunt electronii). Parametrii instrumentului, care depind de concentrația purtătorilor minoritari, se vor schimba, de asemenea, cu temperatura chiar și în regiunea ionizării complete a impurităților (regiune 2 în fig. 1.3), și maxim temperatura de lucru astfel de dispozitive pot fi vizibil mai mici decât temperatura determinată de condiții n 1= AG D sau n 1 =(Pentru semiconductori de electroni sau gauri).

Nivelul Fermi. Purtătorii liberi în stări de energie de umplere solidă cu probabilități semnificativ diferite. Conform statisticilor cuantice, probabilitatea ca un electron să umple un nivel de energie cu energie E determinat Funcția Fermi-Dirac G(E)> care se calculează după următoarea formulă:

Unde E f- energie corespunzătoare nivelului Fermi. În orice sistem de echilibru, oricât de eterogen ar fi acesta, nivelul Fermi este același pentru toate părțile sale. După cum arată calculele, într-un semiconductor intrinsec la t p V t r Nivelul Fermi se află la mijlocul benzii E f = E f = 0,5(E p 4- E p).ÎN nedegenerat semiconductor de tip l (L^n " P l.) Nivelul Fermi E f este situat mai aproape de banda de conducție, iar într-un semiconductor de tip p nedegenerat nivelul Fermi E f situat mai aproape de banda de valență. La temperatura camerei (Г® 300 K) se află, de regulă, sub nivelul donatorilor și deasupra nivelului acceptorilor pentru semiconductori. P-și, respectiv, de tip p. Dacă în semiconductori de impurități nivelul Fermi se află în banda interzisă la o distanță de cel puțin (2 G)/^^ de corespunzătoare acestuia

limite, atunci concentrațiile de electroni și găuri vor fi egale:

Odată cu creșterea temperaturii într-un semiconductor de impurități (la t p " 25 ™ p) Nivelul Fermi se apropie de mijlocul benzii interzise, deoarece în acest caz conductivitatea intrinsecă începe să domine asupra celei de impurități. Dependența poziției nivelului Fermi de temperatură pentru siliciu cu diferite concentrații de impurități donor și acceptor este prezentată în Fig. 1.4, unde E = E f - E i.

Orez. 1.4

Dacă i = A^n sau p = A^b (semiconductor degenerat), adică concentrația purtătorilor este proporțională cu concentrația stărilor permise, apoi, datorită principiului Pauli, electronii nu pot ocupa în mod arbitrar niveluri de energie. Nivelul Fermi în acest caz se află fie în banda interzisă la o distanță mai mică de (2...3) de limitele sale, fie în banda de conducție pentru un semiconductor π sau în banda de valență pentru un semiconductor p. Pentru semiconductori foarte degenerați, poziția nivelului Fermi, precum și concentrația purtătorilor majoritari, nu depind de temperatură.

2. Semiconductoare. Dispozitive semiconductoare

2.1. Informații generale

Semiconductorii sunt substanțe a căror conductivitate este intermediară între conductivitățile metalelor și ale dielectricilor. Semiconductorii sunt atât conductori săraci, cât și dielectrici săraci. Granița dintre semiconductori și dielectrici este arbitrară, deoarece dielectricii la temperaturi ridicate se pot comporta ca semiconductori, iar semiconductorii puri la temperaturi scăzute se comportă ca dielectrici. În metale, concentrația de electroni este practic independentă de temperatură, iar la semiconductori purtătorii de sarcină apar doar atunci când temperatura crește sau când energia este absorbită dintr-o altă sursă.

Semiconductori tipici sunt carbonul (C), germaniul (Ge) și siliciul (Si). Germaniul este un element fragil, alb-cenușiu, descoperit în 1886. Sursa de dioxid de germaniu sub formă de pulbere, din care se obține germaniu solid pur, este cenușa anumitor tipuri de cărbune.

Siliciul a fost descoperit în 1823. Este distribuit pe scară largă în scoarța terestră sub formă de silice (dioxid de siliciu), silicați și aluminosilicați. Nisipul, cuarțul, agatul și silexul sunt bogate în dioxid de siliciu. Siliciul pur este obținut din dioxid de siliciu chimic. Siliciul este cel mai utilizat material semiconductor.

Să luăm în considerare mai detaliat formarea electronilor de conducție în semiconductori folosind siliciu ca exemplu. Atomul de siliciu are numărul de serie Z=14 în tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev. Prin urmare, atomul său conține 14 electroni. Cu toate acestea, doar 4 dintre ele sunt goale înveliș exteriorși sunt slab cuplate. Acești electroni se numesc electroni de valență și dau naștere celor patru valențe ale siliciului. Atomii de siliciu sunt capabili să-și combine electronii de valență cu alți atomi de siliciu folosind ceea ce se numește legătură covalentă (Figura 2.1). În legătura covalentă, electronii de valență sunt împărțiți între diferiți atomi, rezultând formarea unui cristal.

Pe măsură ce temperatura cristalului crește, vibrațiile termice ale rețelei conduc la ruperea unor legături de valență. Ca urmare, unii dintre electronii care au participat anterior la formarea legăturilor de valență sunt despărțiți și devin electroni de conducere. În prezența unui câmp electric, se mișcă împotriva câmpului și se formează electricitate.

Cu toate acestea, atunci când un electron este eliberat în rețeaua cristalină, se formează o legătură interatomică neumplută. Astfel de spații „goale” cu electroni de legătură lipsă sunt numite „găuri”. Apariția găurilor într-un cristal semiconductor creează oportunitate suplimentară pentru transferul de taxe. Într-adevăr, gaura poate fi umplută de un electron transferat sub influența vibrațiilor termice de la un atom vecin. Ca urmare, comunicarea normală va fi restabilită în acest loc, dar va apărea o gaură în alt loc. Oricare dintre ceilalți electroni de legătură etc., poate intra, la rândul său, în această nouă gaură. Umplerea secvențială a unei legături libere cu electroni este echivalentă cu mișcarea unei găuri în direcția opusă mișcării electronilor. Astfel, dacă în prezența unui câmp electric electronii se mișcă împotriva câmpului, atunci găurile se vor deplasa în direcția câmpului, adică. modul în care s-ar mișca sarcinile pozitive. În consecință, într-un semiconductor există două tipuri de purtători de curent - electroni și găuri, iar conductivitatea totală a semiconductorului este suma conductibilității electronice (de tip n, din cuvântul negativ) și a conductibilității găurilor (de tip p, din cuvânt pozitiv).

Alături de tranzițiile electronilor de la o stare legată la o stare liberă, există tranziții inverse în care un electron de conducere este captat într-una dintre pozițiile libere ale electronilor de legătură. Acest proces se numește recombinare electron-gaură. Într-o stare de echilibru, se stabilește o astfel de concentrație de electroni (și o concentrație egală de găuri) la care numărul de linii drepte și tranziții inverse pe unitatea de timp este aceeași.

Procesul de conducere considerat în semiconductori puri se numește conductivitate intrinsecă. Conductivitatea intrinsecă crește rapid odată cu creșterea temperaturii și aceasta este o diferență semnificativă între semiconductori și metale, a căror conductivitate scade odată cu creșterea temperaturii. Toate materialele semiconductoare au un negativ coeficient de temperatură rezistenţă.

Semiconductori puri sunt un obiect de interes în principal teoretic. Cercetările majore pe semiconductori se referă la efectele adăugării de impurități la materialele pure. Fără aceste impurități, majoritatea dispozitivelor semiconductoare nu ar exista.

Materialele semiconductoare pure, cum ar fi germaniul și siliciul, sunt păstrate la temperatura camerei o cantitate mică de perechi electron-gaură și, prin urmare, pot conduce foarte puțin curent. Alierea este utilizată pentru a crește conductivitatea materialelor pure.

Dopajul este adăugarea de impurități la materialele semiconductoare. Se folosesc două tipuri de impurități. Impuritățile de primul tip - pentavalente - constau din atomi cu cinci electroni de valență, de exemplu, arsen și antimoniu. Al doilea tip de impuritate - trivalent - constă din atomi cu trei electroni de valență, de exemplu, indiu și galiu.

Când un material semiconductor pur este dopat cu un material pentavalent, cum ar fi arsenul (As), unii dintre atomii semiconductori sunt înlocuiți cu atomi de arsen (Figura 2.2). Atomul de arsen introduce patru dintre electronii săi de valență în legături covalente cu atomii vecini. Al cincilea electron al său este slab legat de nucleu și poate deveni ușor liber. Atomul de arsen este numit atom donor deoarece donează electronul suplimentar. Materialul semiconductor dopat conține un număr suficient de atomi donatori și, prin urmare, electroni liberi, pentru a menține curentul.

La temperatura camerei, numărul de electroni liberi suplimentari depășește numărul de perechi electron-gaură. Aceasta înseamnă că materialul are mai mulți electroni decât găuri. Prin urmare, electronii sunt numiți purtători majoritari. Găurile sunt numite purtători minoritari. Deoarece purtătorii majoritari au o sarcină negativă, un astfel de material se numește semiconductor de tip n.

Când un material semiconductor este dopat cu atomi trivalenți, cum ar fi atomi de indiu (In), acești atomi își vor plasa cei trei electroni de valență între trei atomi învecinați (Figura 2.3). Acest lucru va crea o gaură în legătura covalentă.

Prezența unor găuri suplimentare va permite electronilor să se deplaseze cu ușurință de la o legătură covalentă la alta. Deoarece găurile acceptă cu ușurință electronii, atomii care introduc găuri suplimentare într-un semiconductor sunt numiți atomi acceptori.

În condiții normale, numărul de găuri dintr-un astfel de material depășește semnificativ numărul de electroni. Prin urmare, găurile sunt purtătorii majoritari, iar electronii sunt purtători minoritari. Deoarece cei mai mulți purtători au o sarcină pozitivă, materialul este numit semiconductor de tip p.

Materialele semiconductoare de tip N și p au o conductivitate semnificativ mai mare decât semiconductorii puri. Această conductivitate poate fi crescută sau scăzută prin modificarea cantității de impurități. Cu cât un material semiconductor este mai puternic dopat, cu atât mai puțin rezistență electrică.

Contactul a doi semiconductori cu tipuri variate conductivitatea se numește joncțiune p-n și are o foarte proprietate importantă– rezistența sa depinde de direcția curentului. Rețineți că un astfel de contact nu poate fi realizat prin apăsarea a doi semiconductori unul împotriva celuilalt. O joncțiune p-n este creată într-o placă semiconductoare prin formarea unor regiuni cu diferite tipuri de conductivitate în ea. Metodele de obținere a joncțiunilor p-n sunt descrise mai jos.

Deci, într-o bucată dintr-un semiconductor monocristal, se formează o joncțiune p-n la limita dintre două straturi cu conductivități diferite. Există o diferență semnificativă în concentrațiile purtătorilor de sarcină. Concentrația electronilor în regiunea n este de multe ori mai mare decât concentrația lor în regiunea p. Ca rezultat, electronii difuzează în regiunea de concentrație scăzută (în regiunea p). Aici se recombină cu găurile și în acest fel creează o sarcină negativă spațială a atomilor acceptori ionizați, care nu este compensată de sarcina pozitivă a găurilor.

În același timp, are loc difuzia găurilor în regiunea n. Aici, se creează o sarcină pozitivă spațială a ionilor donor, care nu este compensată de sarcina electronilor. Astfel, se creează un strat dublu de sarcină spațială la graniță (Fig. 2.4), epuizat de principalii purtători de curent. Un câmp electric de contact Ek apare în acest strat, împiedicând tranziția ulterioară a electronilor și a găurilor de la o regiune la alta.

Câmpul de contact menține o stare de echilibru la un anumit nivel. Dar chiar și în acest caz, sub influența căldurii Mică parte electronii și găurile vor continua să treacă prin bariera de potențial cauzată de sarcinile spațiale, creând un curent de difuzie. Totuși, în același timp, sub influența câmpului de contact, purtătorii de sarcină minoritari ai regiunilor p și n (electroni și găuri) creează un curent de conducere mic. Într-o stare de echilibru, acești curenți se anulează reciproc.

Dacă vă conectați la joncțiunea p-n sursă externă curent, apoi tensiunea indicată în Fig. 2.5 Polaritatea inversă va cauza câmp extern E, care coincide în direcția cu câmpul de contact Eк. Ca urmare, lățimea stratului dublu va crește și practic nu va exista curent din cauza purtătorilor majoritari. Doar un curent mic este posibil în circuit datorită purtătorilor minoritari (curent invers Irev).

Când tensiunea de polaritate directă este pornită, direcția câmpului extern este opusă direcției câmpului de contact (Fig. 2.6). Lățimea stratului dublu va scădea și în circuit va apărea un curent direct Ipr mare. Astfel, joncțiunea p-n are o conductivitate unidirecțională pronunțată. Aceasta este exprimată prin caracteristica curent-tensiune (Fig. 2.7).

Când se aplică la joncțiunea p-n tensiune directă, atunci curentul crește rapid odată cu creșterea tensiunii. Când se aplică o tensiune inversă joncțiunii p-n, curentul este foarte mic, ajunge rapid la saturație și nu se modifică până la o anumită valoare limită a tensiunii inverse Urev, după care crește brusc. Aceasta este așa-numita tensiune de avarie la care are loc defectarea joncțiune p-nși se prăbușește. De remarcat că în Figura 2.7 scara curent invers de o mie de ori scară mai mică curent continuu.

Dispozitivele semiconductoare de bază ale microelectronicii moderne și procese fizice care le asigură munca. Sunt analizate caracteristicile statice, de frecvență și de impuls ale dispozitivelor, sunt luate în considerare metodele de modelare a circuitelor dispozitivelor și a acestora. circuite echivalente. Sunt luați în considerare parametrii limitatori ai dispozitivelor microelectronice moderne. Pentru fiecare dispozitiv se face scurtă recenzie metode moderne implementarea lor structurală în circuite integrate Oh. Pentru studenții care studiază în direcția 210100 „Electronică și Microelectronică” (210100.62 - Licență, 210100.68 - Master) și la specialitățile de inginerie 210104.65 „Microelectronică și Electronică în stare solidă”, 210108.65 „Inginerie 06508.65 „Microelectronică și microsistem” s", 210601,65 „Nanotehnologii în electronică”. Materialul din carte poate fi util și oamenilor de știință, inginerilor și studenților absolvenți care doresc să dobândească cunoștințele profesionale necesare

Pasul 1. Selectați cărțile din catalog și faceți clic pe butonul „Cumpărați”;

Pasul 2. Accesați secțiunea „Coș”;

Pasul 3: Specificați suma necesară, completați datele în blocurile Destinatar și Livrare;

Pasul 4. Faceți clic pe butonul „Continuați cu plata”.

Pe acest moment cumpără cărți tipărite, acces electronic sau cărți cadou pentru bibliotecă pe site-ul EBS este posibil doar cu plata în avans de 100%. După plată, vi se va oferi acces la text complet manual în interior Biblioteca electronica sau începem să vă pregătim o comandă la tipografie.

Atenţie! Vă rugăm să nu vă schimbați metoda de plată pentru comenzi. Dacă ați ales deja o metodă de plată și nu ați reușit să finalizați plata, trebuie să plasați din nou comanda și să plătiți folosind o altă metodă convenabilă.

Puteți plăti pentru comanda dvs. folosind una dintre următoarele metode:

Metoda fără numerar:
- card bancar: Trebuie să completați toate câmpurile formularului. Unele bănci vă cer să confirmați plata - pentru aceasta, un cod SMS va fi trimis la numărul dvs. de telefon.
- Servicii bancare online: băncile care cooperează cu serviciul de plată vor oferi propriul formular de completat. Vă rugăm să introduceți datele corect în toate câmpurile.
  De exemplu, pentru " class="text-primary">Sberbank Online numărul necesar telefon mobilși e-mail. Pentru " class="text-primary">Alfa Bank Veți avea nevoie de o autentificare la serviciul Alfa-Click și de un e-mail.
- Portofel online: dacă aveți un portofel Yandex sau un portofel Qiwi, puteți plăti comanda prin intermediul acestora. Pentru a face acest lucru, selectați metoda de plată adecvată și completați câmpurile furnizate, apoi sistemul vă va redirecționa către o pagină pentru a confirma factura.

Puteți descărca toate cărțile și manualele absolut gratuit și fără înregistrare.

NOU. Kireev P.S. Fizica semiconductorilor. a 2-a ed. 1975 586 p. PDF. 34,3 MB.
Cartea examinează elemente ale teoriei electronice a conductivității și conductivității semiconductoarelor; teoria benzilor bazată pe teoria perturbațiilor; statistica electronilor și a găurilor; fenomene cinetice la semiconductori; teoria împrăștierii, fenomene de contact și de neechilibru bazate pe ecuația de continuitate; teorii ale fenomenelor optice și fotoelectrice în semiconductori.
Prima ediție a Semiconductor Physics, publicată în 1969, s-a epuizat rapid. Utilizare largă cărți în proces educațional si specialisti in munca practica a arătat fezabilitatea unei a doua ediții a manualului. Întrucât în anii care au trecut de la publicarea primei ediții, nu au existat schimbări fundamentale în ideile noastre despre fenomenele fizice din semiconductori, materialul nu a fost supus unei prelucrări semnificative. Principalele modificări sunt legate de completări care fie relevă posibilități mai mari de relații matematice pentru analiza fenomenelor fizice, fie evidențiază conținutul fizic al concluziilor obținute. Numărul de exemple de dependențe experimentale a crescut semnificativ. Au fost adăugate două paragrafe noi care discută efectul Faraday și divizarea spin-orbită a nivelurilor și benzilor de energie.

Descarca

Aut I., Gentsov D., German K. Fenomene fotoelectrice. 1980 210 p. djvu. 3,0 MB.
Cartea prezintă pe scurt și în același timp clar bazele teoriei fenomenelor fotoelectrice în semiconductori. Sunt descrise, de asemenea, proprietățile celor mai importante materiale semiconductoare și ale elementelor circuitelor semiconductoare fotovoltaice.
Proiectat pentru oamenii de știință, ingineri și studenți interesați de fizica semiconductorilor și problemele acestora aplicație practică.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Descarca

Anselm. Introducere în teoria semiconductorilor. 615 p. djvu. Dimensiune 7,6 MB.
Atenția principală în carte este acordată problemelor vibrațiilor rețelei cristaline, legilor mișcării electronilor în câmpuri periodice ideale și perturbate, ecuației cinetice și fenomenelor de transfer (trecerea curentului). Pentru a citi cartea, familiaritatea cu matematica, mecanica cuantică și fizica statistică este necesară în cadrul programelor departamentului de fizică al unei universități sau al departamentului de fizică și matematică al unui institut politehnic.
Nu este necesar să aveți o cunoaștere detaliată a acestor cursuri, dar se presupune că cititorul este capabil să înțeleagă paragrafele relevante ale cărților educaționale dacă se face referire la acestea. Particularitatea cărții este că, pe baza acestor cunoștințe simple, toate formulele sunt derivate și, după cum sper, suficient de detaliat pentru a o face accesibilă cercului de oameni de mai sus.

Descarca

B.M. Askerov, Fenomene de transfer electronic în semiconductori. 1985 320 p. PDF. 6,1 MB.
Dedicat unei prezentări sistematice și detaliate teoria liniară fenomene de transport electronic staţionar în semiconductori. Sunt prezentate atât teoriile clasice, cât și cele cuantice ale efectelor galvanice și termomagnetice. Sunt luate în considerare diferite modele de benzi reale: benzi arbitrare izotrope și anizotrope neparabolice, precum și o bandă de tip hole germanium. Se ia în considerare antrenarea purtătorilor de curent de către fononi într-un câmp magnetic arbitrar necuantizant. Un loc grozav ocupat de teoria împrăştierii purtătorilor. Un capitol separat este dedicat efectelor de dimensiune în filme.
Pentru oamenii de știință, ingineri și studenți absolvenți implicați în cercetarea semiconductorilor, precum și studenții seniori în fizică și inginerie fizică.