Электронные полупроводники (n-типа)

Опишите полупроводниковые приборы, их достоинства и недостатки.

Полупроводниковые приборы (ППП) — широкий класс электронных приборов, изготавливаемых из полупроводников.

К полупроводниковым приборам относятся:

Интегральные схемы (микросхемы)

Полупроводниковые диоды (в том числе варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки),

Тиристоры, фототиристоры,

Транзисторы,

Приборы с зарядовой связью,

Полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды),

Оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, солнечные элементы, детекторы ядерных излучений, светодиоды, полупроводниковые лазеры, электролюминесцентные излучатели),

Терморезисторы, датчики Холла.

Преимуществом полупроводниковых приборов являются отсутствие подогревного элемента (накала), малые габаритные размеры и вес, высокая виброустойчивость, высокий срок службы и др.

Недостатки полупроводниковых приборов.

Предстоящее широкое применение полупроводниковых приборов в самолетной и другой электронной аппаратуре, очевидно, и отмечаемые их преимущества, вероятно, будут даже еще больше. Однако в настоящее время вряд ли следует возлагать очень большие надежды на полупроводниковые приборы, закрывая в то же время глаза на свойственные им недостатки и трудности применения их в обычных схемах. Эти приборы еще не столь надежны и стабильны по своим параметрам, чтобы ими можно было заменить, например, высококачественные электронные лампы в усилителях подводного телефонного кабеля через Атлантический океан, средний срок службы которых оценивается, примерно, в 40 лет. Миниатюрность действительно одна из особенностей конструкции полупроводникового прибора, но она не относится к числу их решающих преимуществ. Компактность аппаратуры определяется не столько размерами электронных приборов, сколько объемом, определяемым всеми ее компонентами, а также блоком питания. Благодаря низким питающим напряжениям и небольшой мощности, потребляемой аппаратурой на полупроводниках, возможно применение малогабаритных радиодеталей и портативных источников питания. Именно этим определяется уменьшение габаритов аппаратуры, достигаемое при переходе на полупроводниковые приборы.

Опишите виды примесей и проводимости в полупроводниках.

Электронные полупроводники (n-типа)

Полупроводник n-типа

Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях, и он переходит на дальнюю электронную оболочку. Там для отрыва электрона от атома нужно меньшее количество энергии. Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.