DECapitolul IINTRODUCERE1.1 Definiii1.3 Modelarea dispozitivelor electronice1.4 Scopul cursului DE

DE

DE1.1 DefiniiiElectronica1.1 DefiniiiDispozitiv electronicDispozitive semiconductoare: diode, tranzistoare bipolare, tranzistoare cu efect de cmp (TEC J, TEC MOS)Dispozitive cu vid: diode, triode, pentodeCircuit electronic

DE

DE1.2 Modelarea dispozitivelor electronice1.3 Modelarea dispozitivelor electroniceProcesul de modelareDescrierea comportrii electrice / funcionrii dispozitivelor prin:Set de ecuaiiCircuite echivalenteTabele cu valori Modele Simple intuitive, usor de folosit / aproximative, puini parametri Complexe dificil de folosit / precise, muli parametri

DE

DE1.3 Scopul cursului DE1.4 Scopul cursului DEStabilirea modelelor de baz pentru diode, tranzistoare bipolare, tranzistoare cu efect de cmp (TEC J, TEC MOS)

Funcionarea n circuit a dispozitivelor

DE

DECapitolul IINOTIUNI DE FIZICA SEMICONDUCTORILOR2.6 Fenomene de transport2.1 Clasificarea materialelor solide n funcie de rezistivitate2.2 Benzi de energie n semiconductori2.3 Electroni i goluri2.4 Semiconductorul la echilibru termic2.5 Semiconductor intrinsec. Semiconductor extrinsec2.7 Generarea i recombinarea e- i e+2.8 Ecuaiile de baz ale dispozitivelor semiconductoare

DE

DE1.2 Notiuni de fizica semiconductorilor Clasificarea materialelor solide dup rezistivitate Conductori: 10-3 cm Izolatori: 108 cm Semiconductori: 10-3 cm 108 cmSemiconductorimaterialul de baz pentru dispozitive electronice i circuite integratedou proprieti remarcabile: a) rezistivitatea poate fi uor modificat i precis controlatb) conducia curentului e realizat cu 2 tipuri de purttori mobili: e- si e+2.1 Clasificarea materialelor

DE

DE+4+4+4+4+4+4+4+4+42.2 Structura cristalina a siliciuluiAtom de SiLeg. covalent2.2 Structura cristalina a siliciului

DE

DE 2.3 Electroni i goluri

electronul ( e- ) : particul mobil de sarcin -q ( q = 1,6 10-19 C ) i masa mn m0 ( mn- masa electronului n semiconductor; m0- masa electronului liber )

golul ( e+ ) : particul mobil de sarcin +q i masa mp mn ( masa golului n semiconductor )

2.3 Electroni i goluri

DE

DE semiconductor lipsit de impuriti e- i e+ n numr egal, provin din ruperea legturilor covalente la echilibru termic: 2.4 Semiconductor intrinsec. Semiconductori extrinseci2.4.1 Semiconductor intrinsec

(2.1)1.2.4 Semiconductor intrinsec/extrinsecEG - energia benzii interzise

DE

Semiconductorul

EG (eV)

ni (cm-3)

Si

1,1

1,50 ( 1010

Ge

0,67

2,40 ( 1013

GaAs

1,43

1,79 ( 106

DE2.4.2 Semiconductorul de tip nSe obine dotnd (dopnd) semiconductorul cu impuriti pentavalente, de exemplu: P, Sb sau As.ND are valori uzuale ntre 51014 i 51019 cm-3

Un atom de impuritate este nconjurat numai de atomii semiconductorului de baz2.5 Semiconductor intrinsec/extrinsecAtomul de impuritate doneaz un electron de conducie

Rezult ioni pozitivi i electroni de conducie

DE

DE(2.2a)Cum i ni

DE2.4.3 Semiconductorul de tip pSe obine prin doparea cu impuriti trivalente, de exemplu: B, Ga, In. Condiia de neutralitate:(2.2c) (2.2d) p0 >> n0 (cu multe ordine de mrime) semiconductor de tip p

1.2.4 Semiconductor intrinsec/extrinsec

DE

DECurentul electric prin semiconductor apare cand :1.2.5 Curentii in semiconductor2.5 Curentii in semiconductori

DE

DEEcuaii de curent(2.3b)1.2.5 Curentii in semiconductorCurentul de electroniCurentul de goluri(2.3a)

DE

DEMobilitatea electronilor i golurilor Dependena de material1.2.5 Curentii in semiconductor

DE

DE2.6 Generarea i recombinarea e- i e+1.2.6 Generarea i recombinarea e- i e+Generarea i recombinarea de perechi (e-, e+) sunt fenomele ce apar atunci cnd concentraiile de purttori mobili difer ce valorile de echilibru (n0 i p0).Mecanisme de generare / recombinareGenerarea / recombinarea direct (band-band) se desfoar prin trecerea direct a e- din BV n BC i inversmecanism foarte puin probabil n cazul SiGenerarea/recombinarea indirect se desfoar prin intermediul centrilor de recombinarecentrii de recombinare provin din imperfeciuni ale reelei cristaline (atomi strini (de exemplu atomi de Au), ce ocup poziii interstiiale ntre atomii semiconductorului de baz) sau defecte ale reelei (de tipul dislocaiilor)

DE

DE(2.4) 2.7 Ecuaia Poisson, : potenialul / cmpul electric n semiconductor s : permitivitatea semiconductorului

Sarcina electric:sarcina mobil de concentraii p respectiv nsarcina fix datorat ionilor de impuritate pozitivi (negativi) ND ( NA)

1.2.7 Ecuaia Poisson

DE

*****************