« Home « Kết quả tìm kiếm

các dụng cụ bán dẫn, chương 3


Tóm tắt Xem thử

- các dụng cụ bán dẫn.
- 3.1 Cơ chế bán dẫn 3.1.1.
- Bán dẫn thuần.
- Nh- vậy chất bán dẫn trở.
- Bán dẫn nh- vậy gọi là bán dẫn thuần hay bán dẫn đơn chất..
- Bán dẫn tạp.
- Nhừng bán dẫn thuần nh- trên dẫn điện không tốt.Để tăng khả năng dẫn.
- điện của bán dẫn ng-ời ta trộn thêm tạp chất vào bán dẫn thuần để đ-ợc bán dẫn mới có nồng độ các hạt dẫn cao gọi là bán dẫn tạp.Bán dẫn tạp có 2 loại là loịa n và loại p.
- Bán dẫn loại cho n..
- Ví dụ trên hình 3.2 là bán dẫn Gecmani (ký hiệu Ge) đ-ợc trộn với asen (As)..
- Tạp chất ở đây đã cho điện tử nên tạo thành bán dẫn loại “cho.
- Hạt dẫn điện (hay gọi là động tử)chính ở bán dẫn loại “cho ” n là điện tử với mật độ n n.
- Bán dẫn loại lấy p.
- Bán dẫn loại này có tạp chất lấy.
- điện tử nên gọi là bán dẫn loại “lấy” ký hiệu là p..
- Ge Ge Ge Hình 3.1 Cấu trúc.
- 3Cấu tạo bán dẫn loại p.
- Hình3.2 Cấu tạo bán dẫn n.
- Cần nói thêm rằng trong bán dẫn loại cho n vẫn có lẫn hạt dẫn phụ là lỗ trống với nồng độ p n , trong bán dẫn loại “lấy”p vẫn có lẫn hạt dẫn phụ là điện tử với mật độ là n P .
- Một số hiện t-ợng vật lý trong bán dẫn.
- Trong bán dẫn tạp cũng nh- bán dẫn thuần diễn ra một số quá trình vật lý.
- Nh- vậy muốn thay đổi nồng độ của động tử (hạt dẫn) trong bán dẫn tạp ta cần thay đổi nồng độ động tử trong bán dẫn thuần..
- Trong bán dẫn loại n số điện tử tự do luôn bằng số ion d-ơng N D.
- còn trong bán dẫn loại p số “lỗ trống ” luôn luôn bằng số ion âm N A - của tạp chất..
- Trong bán dẫn các ion luôn có thể nhận điện tích để trở thành nguyên tử trung tính.
- Trong bán dẫn loại n, sự giảm nồng độ lỗ trống theo thời gian ( sự tái hợp của lỗ trống với điện tử trong điều kiện nồng độ điện tử cao) là p(t) thì.
- P - thời gian sống của lỗ trống trong bán dẫn loại n.
- T-ơng tự trong bán dẫn loại P : n(t.
- n quyết định tính tác động nhanh ( tần số làm việc) của các dụng cụ bán dẫn..
- Mặt ghép n-p.
- Cho hai đơn tinh thể bán dẫn n và p tiếp xúc với nhau ( bằng công nghệ đặc biệt).
- Trong bán dẫn loại n hạt dẫn chính là điện tử, hạt dẫn phụ là lỗ trống .
- trong bán dẫn loại p hạt dẫn chính là lỗ trống và hạt dẫn.
- Do có sự chênh lệch về nồng độ hạt dẫn cùng loại giữa hai khối bán dẫn nên điện tử từ lớp n khuếch tán sang lớp p và ng-ợc lại lỗ trống từ lớp p khuếch tán sang lớp n.
- âm ở bán dẫn p.
- h-ớng từ bán dẫn n sang bán dẫn p gọi là điện tr-ờng tiếp xúc U tx (hình 3.4a)..
- Phân cực mặt ghép bán dẫn bằng điện tr-ờng ngoài..
- Điôt bán dẫn.
- 3.3.1.Cấu tạo của điôt bán dẫn.
- Điôt bán dẫn đ-ợc cấu tạo từ một mặt ghép n-p với mục đích sử dụng nó nh- một van điện .
- Trên ký hiệu A-anot- cực d-ơng ứng với lớp p, K-catot - cực âm ứng với bán dẫn loại n..
- Đặc tính có dạng nh- trên hình 3.6b.
- một điểm trên đặc tuyến (hình 3.7-tại điểm M):.
- Nếu trên một đế bán dẫn ta tạo ra hai mặt ghép n-p liên tiếp nhau thì ta có một tranzisto l-ỡng cực (bipolar ) hay đơn giản quen gọi là tranzisto.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Tranzisto có hai mặt ghép n- p cấu tạo từ ba lớp bán dẫn tạp khác tính nên nó có thể là p-n-p hoặc n-p-n (hình 3.8) .Loại tranzisto p-n-p có cấu trúc và ký hiệu nh- ở hình 3.8a gọi là tranzisto thuận, loại n-p-n hình 3.8b gọi là tranzisto ng-ợc..
- Hình 3.8 Cấu tạo và ký hiệu a) Của tranzisto thuận b) Của tranzisto ng-ợc.
- Cấu tạo của một tranzisto trình bày trên hình 3.9a.Miền bán dẫn p thứ nhất gọi là cực phát E - cực Emitơ , đó là miền có nồng độ tạp chất lớn, tức là nồng độ lỗ trống lớn để phát ra lỗ trống.
- Hình 3.9 a)Cấu tạo b) và các mặt ghép ủa tranzisto b).
- Từ hình 3.15a thì:.
- Hình 3.16.
- Tranzisto tr-ờng FET (Field - effect - tranzisto) hoạt động nhờ sự điều khiển kênh dẫn bán dẫn bằng một điện tr-ờng ngoài.
- Dòng điện trong tranzisto tr-ờng chỉ do một loại bán dẫn tạo ra.
- Tranzisto tr-ờng JFET có thể có kênh dẫn ra là bán dẫn p hoặc n.
- Trên đế tinh thể bán dẫn silic loại n ng-ời ta tạo bọc quanh nó một lớp.
- Trên đế tinh thể bán dẫn silic loại n ng-ời ta tạo bọc quanh nó một.
- lớp bán dẫn loại p có nồng độ tạp chất cao hơn nhiều so với đế, rồi đ-a ra ba cực.
- Hình 3.18 Ký hiệu và cấu tạo của tranzisto tr-ờng.
- Hình 3.19 Phân cực cho tranzisto tr-ờng trong các chế độ khác nhau.
- FET có cực cửa cách ly có cấu trúc kim loại - điện môi - bán dẫn (metal - isolator - semicondactor) nên gọi là MISFET.
- Trên đế bán dẫn Silic tạp loại p (Si-p) ng-ời ta pha tạp chất bằng công nghệ đặc biệt để tạo nên hai miền bán dẫn n+ (nồng độ tạp chất cao hơn so với đế) và lấy ra cực máng D và cực nguồn S.
- Hình 3.20 .Họ đặc tuyến ra của tranzisto tr-ờng kênh dẫn n.
- hình 3.23b).
- Hoàn toàn t-ơng tự nh- kênh dẫn loại n vừa xét, trên đế bán dẫn loại n ta có thể tạo kênh dẫn loại p loại JFET hoặc MOSFET..
- Thizisto chế tạo từ 4 lớp bán dẫn tạp tạo thành 2 mặt ghép n-p liên tiếp nh- ở hình 3.24a.
- 3.7 Các dụng cụ quang điện bán dẫn.
- Hình 3.26ký hiệu của Diac.
- Hình 3.27a)Cấu tạo của điện trở quang:1.Đế điện môi 2.lớp bán dẫn 3.điện cực kim loại.
- hình 3.27a,b.
- Trên đế cách điện 1 ng-ời ta phủ một màng hoặc một khối bán dẫn 2 và có hai cực 3 đ-a ra để hàn vào mạch.
- Khi không có ánh sáng chiếu vào thì khối bán dẫn có số hạt dẫn nhất định nên điện trở của khối cũng có một trị số nhất định.
- D-ới tác động của ánh sáng, một số điện tử của lớp ngoài cùng chuyển sang vùng dẫn, làm tăng hạt dẫn trong cả hai loại bán dẫn.
- điện tử từ .p chuyển sang n hình 3.3a).
- Nh- vậy trong bán dẫn n sẽ thừa điện tử vì.
- mất lỗ trống, trong bán dẫn p thì thừa lỗ trống vì mất điện tử.
- (hình 3.29a).
- Hình3.28 .a)Cấu tạo của photodiot1.vỏ bảo vệ(trong suốt)2.lớp bán dẫn p 3.lớp bán dẫn n4.điện cực b)ký.
- Nó sử dụng khả năng phát quang của bán dẫn trong trạng thái đánh thủng.
- ở một số bán dẫn d-ới tác dụng của c-ờng độ điện tr-ờng cỡ V/cm quá trình.
- Năng l-ợng này là các bức xạ ánh sáng có b-ớc sóng phụ thuộc vào bản chất của bán dẫn.
- Hình 3.31.Mô tả.
- Có hai ph-ơng thức phân chia là IC có đế bán dẫn và IC có đế cách điện.
- IC đế bán dẫn có loại nguyên khối và loại xếp chồng.
- Công nghệ bán dẫn a.
- Bán dẫn Silic đơn tinh thể đ-ợc tạo ra từ silic đa tinh thể có độ tinh khiết cao.
- điện cần thiết cho đế bán dẫn trong quá trình nuôi đơn tinh thể ng-ời ta đ-a thêm vào thành phần chất bán dẫn những tạp chất phụ để tạo ra tính dẫn điện loại n hoặc p tuỳ ý..
- đế bán dẫn đ-ợc tạo ra.
- trình epitaxi ng-ời ta thêm vào trong thành phần khí tạp chất để tạo bán dẫn p.
- Hình 3.32.
- Hình 3.33 Mô tả cấu trúc của điện trở khuếch tán và tranzisto planar trong IC bán dẫn.
- hoặc n thì sẽ đ-ợc lớp bán dẫn p hoặc n..
- Hình 3.33 Cấu trúc của điên trở khuếch tán và tranzisto planar trong IC bán dẫn.Tiếp theo ng-ời ta cho ôxy hoá bản tinh thể ở nhiệt độ c trong môi tr-ờng O 2 hoặc hơi n-ớc, trên mặt lớp epitaxi sẽ tạo đ-ợc một lớp SiQ 2 mỏng cách điện..
- Hình 3.33 mô.
- Sau đây ta xét một số tính của các linh kiện điển hình đ-ợc tạo ra nhờ công nghệ bán dẫn trong các IC.
- Điện trở trong IC bán dẫn : Có thể tạo đ-ợc điện trở trị số 10.
- Tụ điện trong IC bán dẫn: Tụ điện th-ờng thì không có.
- Điôt trong IC bán dẫn : Điôt đ-ợc hình thành trên cơ sở cấu trúc tranzisto..
- Tranzisto trong bán dẫn : tranzisto có thể là tranzisto tr-ờng hoặc tranzisto.
- Với tranzisto tr-ờng: Trong IC bán dẫn có hai loại tranzisto tr-ờng là loại khuếch tán và loại MOS.
- đ-ợc chế tạo bằng ph-ơng pháp đồ hình trên đế bán dẫn .
- Hình 3..34

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt