Собственный (чистый) полупроводник

1 2 3 4 5 6 7

Содержание

Практическое занятие №1. «Электрофизические

свойства полупроводников и электронно-дырочных

переходов на их основе»…………………………………………………5

1. Основные теоретические сведения………………………………5

1.1. Собственный (чистый) полупроводник……………………5

1.2. Примесный полупроводник………………………………...6

1.3. Электронно-дырочный (p-n) переход………………………7

1.4. p-n переход, смещённый внешним напряжением U……….. 8

2. Методические указания к выполнению работы…………………9

3. Исходные данные………………………………………………...10

4. Задание к практическому занятию №1………………………….11

5. Выбор варианта задания для практического занятия №1……..11

Практическое занятие №2. «Cвойства и параметры

полупроводниковых диодов»………………………………………….14

1. Основные теоретические сведения……………………………..14

1.1. Вольт-амперная характеристика реального p - n -перехода…..15

1.2. Барьерная емкость………………………………………..17

2. Методические указания к выполнению работы……………….18

3. Исходные данные………………………………………………...20

4. Задание к практическому занятию №2…………………………20

5. Выбор варианта задания для практического занятия №2…….21

Практическое занятие №3. «Работа транзистора в

усилительном режиме»………………………………………….. …….23

1. Основные теоретические сведения…………………………….23

1.1. Усилительный каскад на биполярном транзисторе……23

1.2. Графический расчет усилительного каскада…………..24

1.3. Малосигнальные схемы замещения транзистора………27

1.3.1. Использование схем замещения транзистора

для анализа усилительных каскадов в

режиме малых сигналов……………………….....30

1.3.2. Малосигнальные физические эквивалентные схемы биполярного транзистора………………….31

1.4.Сравнение усилительных свойств биполярного транзистора в различных схемах включения…………..32

1.5. Упрощенный расчет усилительного каскада с общим эмиттером…………………………………………………35

1.5.1. Амплитудно-частотная характеристика…………39

2. Исходные данные…………………………………………………40

3. Задание к практическому занятию №3…………………………40

4. Выбор варианта задания для практического занятия №3……...41

Практическое занятие № 4. «Работа транзистора в ключевом режиме»…………………………………………………………………42

1. Основные теоретические сведения……………………………...42

2. Исходные данные………………………………………………..46

3. Задание к практическому занятию №4…………………………47

4. Выбор варианта задания для практического занятия №4……..47

Список литературы..........................................................................48

Приложение 1…………………………………………………………..49

Приложение 2…………………………………………………………...50

Практическое занятие №1

«Электрофизические свойства полупроводников и электронно-дырочных переходов на их основе»

Целью данного практического занятия является изучение электрофизических свойств и параметров собственных и примесных полупроводников и электронно-дырочных (p-n) переходов, изготовленных на их основе, а также приобретение навыков их расчёта.

Основные теоретические сведения

Собственный (чистый) полупроводник

Для собственного (чистого или идеального) полупроводника равновесные концентрации электронов и дырок n _i =p _i определяются выражением

, (1.1)

В выражении (1.1) Δ W = – ширина запрещенной зоны полупроводника,

и - «дно» зоны проводимости и «потолок» валентной зоны соответственно, k – постоянная Больцмана, равная k =1,3805·10^-23 Дж/⁰К,

Т – абсолютная температура в градусах Кельвина (T = t + 273 ⁰К),

N – среднее геометрическое значение эффективных плотностей энергетических состояний в зоне проводимости и валентной зоне , т.е. плотность разрешенных уровней энергии (которые могут занимать электроны). Их численные значения определяются выражениями:

, , (1.2)

. (1.3)

В выражениях (1.2) и (1.3) и - эффективные массы соответственно электрона и дырки, определяемые по данным табл. 1,
– масса электрона в состоянии покоя, = 9,1095•10^{-31 кг,}