Оптоелектронні елементи

Ключові терміни та поняття:

діод, тунельний діод, варикап, стабілітрон, фотодіод, світлодіод, біполярний транзистор, польовий транзистор, МДН- тиристор, оптрон, р-п перехід, вольт-амперна характеристика.

Основою напівпровідникової електроніки є елементи, які виробля­ють на базі природних напівпровідників: германію, кремнію, селену, арсеніду галію тощо. Власна концентрація вільних носіїв заряду (елект­ронів і дірок) таких напівпровідників знаходиться в межах 10¹⁶-10¹⁸ в 1 см³. Для збільшення провідності (зменшення питомого опору на­півпровідника) додатково збільшують кількість вільних носіїв заряду. Цей процес називають легуванням. Якщо напівпровідник легува­ти донорними домішками, то збільшується кількість вільних електро­нів (до 10²⁰ в 1 см³), і, відповідно, він характеризується електронною провідністю (n-провідність).У випадку легування акцепторними до­мішками збільшується кількість дірок, тобто визначальною є діркова провідність (р-провідність).Отже, в напівпровідникових елемен­тах електричний струм може утворюватись двома носіями заряду - електронами та дірками.

Дія роботи напівпровідникового елемента необхідна наявність двох зон з різним типом провідностей. Це приводить до утворення електронно-діркового переходу (р-n-переходу), який визначає харак­теристику цих елементів (рис. 1, а). На межі цих зон, внаслідок дифу­зії електронів та дірок з однієї зони в іншу, утворюється шар без віль­них носіїв заряду (запірний шар).

Рис. 1. Утворення р-п-переходу (а) та потенціального бар'єра (б)

Цей шар має значний електричний опір і характеризується контакт­ною різницею потенціалів (рис. 1,б), яку називають потенціальним бар'єром. Ширина цього шару становить декілька мікрометрів.

Дата добавления: 2015-07-18