» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Декабрь, 2024 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №12 (93) 2024
Автор: Гайфуллин Тимур Рифович, студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Принципы работы полупроводниковых приборов
Дата публикации: 12.12.2024
УДК 365
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Гайфуллин Тимур Рифович
студент 3-го курса, направление
«Медицинская физика»,
Орлов Алексей Вениаминович
доцент, кандидат технических наук
Стерлитамакский
филиал Уфимского Университета Науки и Технологии, г. Стерлитамак
Аннотация. Полупроводниковые приборы составляют
основу современных электронных устройств, благодаря своим уникальным свойствам
проводимости, которые можно изменять в зависимости от условий. Понимание
принципов работы этих приборов является ключом к дальнейшему развитию
технологий, внедряемых в каждый аспект повседневной жизни, особенно в области
вычислительной техники, связи и автоматизации.
Ключевые слова: полупроводники, легирование, диод, p-nпереход, транзисторы, сигналы, проводимость, электронные устройства.
Полупроводниковыеприборыиграютключевуюрольвсовременнойэлектронике.
Они используются в различных устройствах, от простейших диодов до сложных
интегральных схем. Полупроводники имеют проводимость, которая находится между
проводниками и изоляторами. Их проводимость может изменяться с помощью
добавления примесей, что называется легированием:
1.
N-тип:
добавление донорных примесей, таких как фосфор,
увеличивает количество свободных электронов.
2.
P-тип:
добавление акцепторных примесей, таких как бор, создает «дыры» (отсутствие
электронов), которые также способствуют проводимости.
Наиболее распространенные
полупроводники включают кремний (Si) и германий (Ge).
Диод — это один из самых простых полупроводниковых приборов,
который позволяет току течь в одном направлении. Основной принцип работы диода
основан на формировании p-n перехода.
Когда p-тип и n-тип
полупроводника соединяются, на границе образуется переход, который создаёт
электрическое поле. Это поле препятствует проникновению носителей заряда
(электронов и дырок) через переход в отсутствие внешнего напряжения. При
приложении положительного напряжения к p-типу и отрицательного к n-типу,
переход становится проводимым, и ток течет.
Транзисторы — ключевые элементы для усиления и переключения
сигналов. Они могут быть разделены на два основных типа: биполярные (BJT) и
полевые (FET).
·
Биполярные
транзисторы (BJT):
BJT работает на
основе взаимодействия между тремя слоями полупроводника — эмиттером, базой и
коллекторами. Ток, проходящий через базу, управляет более значительным током
между эмиттером и коллектором.
·
Полевые
транзисторы (FET):
FET управляется
напряжением, приложенным к затвору, который формирует канал в полупроводниковом
материале. Изменение напряжения затвора изменяет проводимость канала, что
позволяет управлять током, проходящим через прибор.
Полупроводниковые приборы основаны на
сложных физических принципах, но их работа объясняет множество явлений в
электронике. Понимание этих принципов позволяет инженерам проектировать более
эффективные и мощные устройства. Будущее полупроводниковой технологии обещает
ещё более захватывающие возможности для новаторских решений в области
электроники и информационных технологий.
Список литературы:
- Хан М.А. «Физика полупроводниковых приборов». Спрингер, 2014.
- Стритман Б.Г. и Банерджи С. «Твердотельные электронные устройства».Прентис Холл, 2000.
Комментарии: