Emil SOFRON PARTEA a I

Recommendations

Info

CAPITOLUL 1 NOŢIUNI FUNDAMENTALE DIN FIZICA SEMICONDUCTOARELOR 1.1. Structura atomică pentru medii fizice solide Un studiu fizic al dispozitivelor electronice necesită cunoaşterea materialelor sau a mediilor fizice din care sunt fabricate, deoarece structura atomică a acestora influenţează proprităţile lor electrice. Fiecare element chimic este compus din atomi şi toţi atomii dintr-un anumit element prezintă acelaşi aranjament structural. Pentru fiecare atom se defineşte un nucleu central care conţine una sau mai multe sarcini elementare pozitive (Pp - numite protoni), inclusiv particule neutre (N - numite neutroni - fără sarcină electrică). Dacă atomul este complet, nucleul central este înconjurat de sarcini elementare negative ( N e / - numite electroni) egale ca număr cu sarcinile elementare pozitive (deoarece sarcina pozitivă a unui proton este egală cantitativ cu sarcină negativă a unui electron, rezultă că un atom complet este neutru din punct de vedere electric). Numărul mxim de electoni se calculează cu relaţia: 2 Ne 2n unde n defineşte orbitele ocupate – notate cu K (având n 1), L (având n 2), M (având n 3 ),... începând de la nucleul fiecărui atom. Pentru exemplificare se consideră structura unui atom de siliciu (Si), prezentată în figura 1.1, ca unitate de bază a unui material semiconductor care se uilizează pe scară tot mai largă la fabricarea dispozitivelor electronice şi a circuitelor integrate pe plan mondial. Fig.1.1 – Un model pentru structura atomului de siliciu (cu 4 electroni de valenţă): nucleul central cu 14 protoni şi 14 neutroni; învelişul electronic cu 14 electroni (2 electroni pe orbita K, 8 electroni pe orbita L şi 4 electroni pe orbita M). În anumite condiţii de lucru, electronii de pe ultima orbită a învelişului unui nucleu central (numită şi orbita pentru electronii de valenţă, cu o influenţă semnificativă pentru proprităţile electrice ale materialele semiconductoare utilizate) care pot scăpa din poziţiile iniţiale devin electroni liberi (cu un număr foarte mare la metale, cu un număr foarte mic la izolatoare şi cu un număr important la semiconductoare). 1
1.2. Siliciu ca material semiconductor (Si) Din punct de vedere fizic, aproape toate dispozitivele electronice actuale sunt realizate din materiale semiconductoare. Caracteristicile electrice ale semiconductoarelor sunt influenţate direct de modul în care interacţionează atomii din structura materialelor utilizate (în cazul de faţă este vorba de siliciu - Si, deşi primul material semiconductor utilizat în industria de dispozitive electronice a fost germaniu - Ge). Materialele semiconductoare (simple şi/sau compuse, intrinseci – fără impurităţi şi extrinseci – cu impurităţi) sunt structurate prin reţele atomice numite cristale. De exemplu, cristalul de Si are o reţea atomică tetraedrică (ca în fig. 1.2.a – în care fiecare atom se învecinează cu alţi patru atomi de acelaşi tip). Acest tip de reţea asigură o bună stabilitate a fiecărui atom de Si (prin formarea octetului de electroni pe ultima orbită de valenţă), deoarece orbitele sale cu electroni de valenţă se completează cu alţi patru electoni de valenţă care provin de la alţi patru atomi cu care se învecinează. Astfel, interacţiunea dintre electronii de valenţă a celor patru atomi vecini cu electronii de valenţă a unui atom de acelaşi tip generează legături covalente între fiecare pereche de doi atomi (ca în fig. 1.2.b). Fig. 1.2 – a) Reţeaua cristalină de tip diamant pentru Si. b) Un model de evidenţiere a legăturilor/semilegăturilor covalente într-un cristal semiconductor de Si. 2
Page 1 and 2: DISPOZITIVE ELECTRONICE CU SEMICOND
Page 3: CAPITOLUL 3 DISPOZITIVE ELECTRONICE
Page 7 and 8: 1.4. Electroni şi goluri în semic
Page 9 and 10: (purtători/cm 3 ) la NETD şi 6
Page 11 and 12: Fig. 1.9 - Modele de semiconductoar
Page 13 and 14: difuziei); mărimile n F = - Dnn ş
Page 15 and 16: Fig. 2.2 - a) Un model unidimension
Page 17 and 18: câmpul electric extern ( J E ) are
Page 19 and 20: j dp n p ( ln ) qD p = dx xl n 16
Page 21 and 22: curent-tensiune pentru o JS polariz
Page 23 and 24: Wg qVJ unde T 0 reprezintă o tem
Page 25 and 26: 2.2.2. Comportarea fizică pentru C
Page 27 and 28: metal, care escaladează bariera de
Page 29 and 30: qN qN qN 2 s s A A A s Vox Eoxxo
Page 31 and 32: CAPITOLUL 3 DISPOTIVE ELECTRONICE C
Page 33 and 34: De exemplu, estimarea rezistenţei
Page 35 and 36: I D qVD I exp 1 0 - ecuaţia
Page 37 and 38: Principalele tipuri structurale de
Page 39 and 40: La condiţiile prestabilite anterio
Page 41 and 42: Neglijând componentelor de recombi
Page 43 and 44: espectiv Fig. 3.17 - Scheme electri
Page 45 and 46: Fig. 3.22 - Caracteristicile static
Page 47 and 48: 3.2.3. Circuite de polarizare în c
Page 49 and 50: În figura 3.27 (a şi b) se prezin
Page 51 and 52: Fig. 3.29 - Modele structurale şi
Page 53 and 54: III - zonă cu regim de lucru în s
Page 55 and 56:
2 2 VGS 1 ID IDSS 1 91 4mA V
Page 57 and 58:
Fig. 3.34 - a) Circuit de polarizar
Page 59 and 60:
Tensiunea de prag, menţionată ant
Page 61 and 62:
Fig. 3.37 - Circuit de polarizare
Page 63 and 64:
CAPITOLUL 4 DISPOZITIVE ELECTRONICE
Page 65 and 66:
Exemplu numeric. Pentru un PSF dat
Page 67 and 68:
unde C A A C C , iar C C pentr
Page 69 and 70:
prin diferenţială iT iT i ( v , v
Page 71 and 72:
unde Fig. 4.7 - Un model de cuadrip
Page 73 and 74:
În figura 4.10 se prezintă răspu
Page 75 and 76:
4.3. Tranzistoare unipolare (TU) î
Page 77 and 78:
şi r 1 d 2 VGS IDSS1IDpentru T
Page 79 and 80:
Exemplu numeric. Cu parametrii natu
Page 81 and 82:
id gm Ym vgs 2 vds o f 1 f
Page 83 and 84:
La dispozitive electronice de puter
Page 85 and 86:
putere medie şi mare poate să ope
Page 87 and 88:
şi Evaluările numerice la punctul
Page 89 and 90:
5.3.2. Caracterizarea regimului ter
Page 91:
19. E . Sofron (autor si coordonato
show all

Emil SOFRON PARTEA a I

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?