1. Wyjaśnić pojęcia półprzewodnik samoistny i niesamoistny

Półprzewodnik samoistny jest to półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest równa koncentracji dziur.

Półprzewodnik niesamoistny półprzewodnik, do którego struktury w procesie produkcji wprowadzono celowo atomy innego pierwiastka.

1a. Jakie przyczyny sprzyjają tworzeniu się pary elektron-dziura

para dziura-elektron występuje wtedy, gdy na elektron w krysztale z zapełnionym pasmem walencyjnym pada promieniowanie γ, w wyniku którego zostaje on wybity z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Elektron ten oddziałuje z dziurą powstałą po jego wybiciu, stąd powstaje para elektron-dziura.

2. Jakie domieszki w krzemie powodują nadmiar dziur, a jakie nadmiar elektronów?

Nadmiar elektronów (n): pierwiastki 5 grupy: P, As, Sb

Nadmiar dziur (p): pierwiastki 3 grupy: Al. Ga, In

2a. Wyjaśnij pojęcia: półprzewodnik, przewodnik, izolator.

	ρ [Ω*m]
przewodnik	<10^-6
półprzewodnik	10^-6-10^8
izolator	>10^8

3a. Określić wpływ ilości domieszek (podać wzór) na wartość napięcia dyfuzyjnego w złączu p-n

$U_{d} = \frac{k*T}{q}\ln\frac{n_{n}p_{p}}{n_{i}^{2}}$

 U_d -napięcie dyfuzyjne, k-stała Bolzmana, p_p- koncentracja dziur w obszarze np n_n -koncentracja elektronów w obszarze n, n_i²-koncentracja par dziura-elektron w danej temperaturze

4.Wyjaśnić pojęcia: warstwa zaporowa i napięcie dyfuzyjne na złączu p-n

Warstwa zaporowa - wskutek dyfuzyjnego przepływu elektronów/dziur w obszarze granicznym warstwy N/P pozostają nieskompensowane ładunki dodatnie nieruchomych centrów donorowych/akceptorowych. W obszarze graniczynm warstw P, N powstaje zatem warstwa dipolowa ładunku, wytwarzająca pole elektryczne przeciwdziałające dyfuzji nośników większościowych. Tę warstwę dipolową nazywa sie warstwą zaporową lub warstwą ładunku przestrzennego.

4a. Określić przybliżoną wartość napięcia dyfuzyjnego w złączu p-n w krzemie i germanie

Si: 0,7V, Ge: 0,3V

8. Określić pojęcia: rezystancja statyczna i dynamiczna diody i wzajemne relacje

rezystancja statyczna: $R_{s} = \frac{U_{0}}{I_{0}}$

rezystancja dynamiczna: $R_{d} = \frac{\text{dU}}{\text{dI}}$

Jest zmienna, zależy od wartości prądu i napięcia stałego określającego punkt pracy elementu. Dla liniowych okresów pracy jest równa rezystancji statycznej.

8b. Co to jest termistor, charakterystyka, zastosowanie.

Termistor to opornik półprzewodnikowy, którego rezystancja (opór) zależy od temperatury.

Termistory wykorzystywane są szeroko w elektronice jako:

• czujniki temperatury (KTY), w układach kompensujących zmiany parametrów obwodów przy zmianie temperatury, w układach zapobiegających nadmiernemu wzrostowi prądu, do pomiarów temperatury,

• elementy kompensujące zmianę oporności innych elementów elektronicznych np. we wzmacniaczach i generatorach bardzo niskich częstotliwości.

• ograniczniki natężenia prądu (bezpieczniki elektroniczne) – termistory typu CTR, np. w układach akumulatorów telefonów, zapobiegając uszkodzeniu akumulatorów w wyniku zwarcia lub zbyt szybkiego ładowania.

• czujniki tlenu.