1) Właściwości pół przewodników

W teorii pasmowej ciał z modelem pasmowo-energetycznym przyjęto następujące założenia:

-Elektrony atomowe odosobnione mogą się znajdować w określonych sterach energetycznych (zajmują odpowiednie poziomy energetyczne)

-W krysztale dowolnego ciała pasma energetyczne ulegają rozczepieniu i tworzą strefy zwane pasmami energetycznymi.

1-pasmo walencyjne

2pasmo przewodnictwa

3-pasmo zabronione

Wg-szerokość pasma zabronionego

W-energia

1 W paśmie walencyjnym znajdują się elektrony o energii odpowiadającej wartości energii elektronów walencyjnych (na ostatnich orbitach atomów).

2 W paśmie przewodnictwa energii elektronów odpowiadających wartością, przy których elektrony stają się swobodne, mogą brać udział w procesie przewodnictwa elektrycznego.

3 W paśmie zabronionym (strefa zabroniona) nie mogą występować elektrony. W idealnych dielektrykach (izolatorach) sfera ta jest tak szeroka, że żaden elektron z pasma walencyjnego pod wpływem dostatecznej energii nie jest w stanie przejść do pasma przewodnictwa.

-W przewodnikach (z czystego pierwiastka) pasma przewodnictwa i pasma walencyjne zachodzą na siebie i wszystkie elektrony walencyjne są jednocześnie elektronami swobodnymi.

-W półprzewodnikach strefa zagrożona jest wąska, a zatem potrzeba niewielkiej energii by elektrony walencyjne mogły się stać elektronami swobodnymi.

2) Półprzewodniki dziali się na samoistne i domieszkowe (niesamoistne).

-Półprzewodniki samoistne są doskonałymi monokryształami pierwiastków np. krzemu. W temperaturze zera bezwzględnego są izolowane, ale po otrzymaniu pewnych ilości energii może nastąpić przejście niektórych elektronów do pasma przewodnictwa. Elektrony te stają się swobodnymi nośnikami ładunków elektrycznego. Pozostałe w paśmie walencyjnym wole miejsca po elektronach są równoważone elementarnymi ładunkami ładunków dodatnich i nazywają się dziurami. Zjawisko takie nazywa się generacją par elektron dziura. Miejsce dziury w paśmie walencyjnym może zajść elektron sąsiedniego atomu tworząc nową dziurę w innym miejscy- dziury się przemieszczają.

Jednocześnie z procesem generacji par elektron dziura występuje zjawisko odwrotne zwane rekombinacją polegającą na wzajemnej neutralizacji ładunków dziury, czyli powrotu elektronu do pasma walencyjnego. Warunkach ustalonych zachodzi równowaga między tymi zjawiskami.

-Półprzewodniki domieszkowane (niesamoistne) typu N. Otrzymuje się, jeżeli do monokryształu pierwiastka IV wartościowego przyjętego za podstawowy (najczęściej Si -Glin) wprowadzi się domieszkę pierwiastka V wartościowego zwaną donorem (np. As -Arsen, Sb -Antymon, P -Fosfor). Wywołuje to nadmiar elektronów przemiennych do pasma przewodnictwa w normalnych warunkach półprzewodnik typu N ma więcej swobodnych elektronów niż dziur. Elektrony są większowymi nośnikami prądu.

-Półprzewodniki domieszkowane typu P powstają przez dodanie do monokryształu pierwiastka podstawowego przez dodanie pierwiastka III wartościowego (np. B -Bor, Al. -Glin, In -Ind) zwanego akceptorem. W półprzewodnikach typu P dziury (ładunki dodatnie) są większymi nośnikami prądu.

3) Elektroniczne elementy półprzewodnikowe są budowane jako:

-złączowe,

-bez złączowe.

-Elementy złączowe powstają przez połączenie pół przewodników różnego typu. Praktycznie najczęściej stosuje się łączenia typu PN, w którym mianie koncentracji nośników swobodnych towarzyszy zmiana rodzaju domieszki (akceptor- donor) charakteryzuje się ono nie jednakową zdolnością przewodzenia prądu w obu kierunkach. Rozróżnia się następujące elementy półprzewodnikowe w zależności od liczby złączy:

-jedno złączowe (diody),

-dwu złączowe (tranzystory),

-trój złączowe (tyrystory).

-Elementy bez złączowe (jednorodne)

Składają się z półprzewodników tego samego typu, ale o różnej koncentracji nośników swobodnych N⁺_-N, P⁺_-P

N⁺ zwiększenie koncentracji nośników N

4) Elementy bez złączowe

W półprzewodnikach bez złączowych wykorzystuje się zjawiska zachodzące w całej jego objętości lub w tylko warstwie przypowierzchniowej. Do elementów, których wykorzystuje się zjawisko objętości należą:

a)rezystory sterowane,

b)rezystory nie sterowane

c)hallotrony.

Do rezystorów niesterowalnych należą:

a)rezystory półprzewodnikowe,

b)warystory,

c)termistory.

-Rezystory półprzewodnikowe stanowią najczęściej ścieżki półprzewodnika N⁺ na podłożu N lub P⁺ na podłożu P. Stosuje się je w układach scalonych. Posiadają charakterystyki napięciowo prądowe liniowe.

-Warystory są rezystorami nieliniowymi, dla których rezystancja jest funkcją przyłożonego napięcia. Wżywa się ich do stabilizacji napięć w technice pomiarowej i automatycznej.

---