Прямокутний сигнал (відеоімпульс)

τ_і -час імпульсу

τ_ф -час фронту

τ_с - час спаду

τ_в - час вершини

 

 

Гост 16263-70 “Державна система забезпечення єдності вимірювань. Метрологія. Терміни і визначення”

Шпаруватість Q - це відношення періоду проходження прямокутних імпульсів до тривалості самого імпульсу

 

 

 

Імпульс вважається прямокутним, якщо його вершина по тривалості складає не менше 0.7 від тривалості самого імпульсу.

tВ/ tі =1¸ 0,7

Якщо співвідношення менше, то імпульс може перетворитися на трапецеїдальний або трикутний.

Напівпровідники і їх властивості.

До напівпровідників відносять: кремній, германій, індій, фосфор, оксиди, сульфіди і ряд мінералів.

Напівпровідники бувають кристалічні, аморфні і рідкі. Напівпровідники не дуже добре проводять струм.

У напівпровідниковій електроніці використовують кристали.

Основні особливості напівпровідників: зростання питомої електричної провідності при підвищенні температури.

G-проводність (См)

Електропровідність напівпровідників залежить від: нагрівання, опромінювання (будь-якого, навіть освітлення),електромагнітного поля, тиску, прискорення, від незначної кількості домішок.

Власний напівпровідник- це речовина, в якій не міститься домішок і немає структурних порушень кристалічної решітки. (У ній при 0ْ К- електричний струм відсутній.)

 

Процес утворення дірок.

При підвищенні температури або при іншій дії (див. вище) частина ковалентних зв'язків може бути розірвана і валентні електрони, ставши вільними, можуть ’’піти” від свого атома. Втрата електрона перетворює атом на позитивний іон. У зв'язках, в тому місці, де він був, утворюється “вакантне” місце -дірка.

Заряд дірки позитивний і за значенням дорівнює заряду електрона. Дірку може заповнити валентний електрон сусіднього атома, на місці якого, в ковалентному зв'язку утворюється нова дірка. Таким чином, дірки переміщаються в протилежну напрямку електронам. При цьому в кристалічній решітці атоми жорстко закріплені у вузлах. Якщо зовнішнє електричне поле відсутнє, то електрони провідності здійснюють хаотичний рух. І тільки під впливом зовнішнього поля рух електронів і дірок набуває переважаючого напрямку,а це ніщо інше як електричний струм.

Електрони рухаються проти напрямку електричного струму, а дірки за напрямом (електричний струм рухається від більшого до меншого потенціалу)

Означення: Електропровідність власного напівпровідника, що виникає за рахунок порушення ковалентних зв'язків називається власною електричною провідністю.

Процес утворення пари електрон-дірка провідності називається генерацією пар носіїв зарядів.

Якщо дірка заповнюється електроном, електрон стане невільним і втратить можливість переміщатися, а надлишковий позитивний заряд іона-атома буде нейтралізованим.При цьому для зовнішнього поля одночасно зникає і дірка, і електрон.

Процес возз'єднання електрона і дірки називається рекомбінацією.

ОЗНАЧЕННЯ: Середній час існування пари носіїв зарядів називається часом життя носіїв зарядів.

За відсутності зовнішніх дій і постійної температури напівпровідник знаходиться в стані рівноваги,т.б. число пар носіїв заряду, що генеруються, дорівнює числу рекомбінацій.

Числу носіїв заряду в одиниці об'єму напівпровідника, тобто їх концентрація, визначає значення питомої електричної провідності.

Для власних напівпровідників концентрація електронів і дірок однакова.

Домішкова провідність

Якщо в напівпровідник внести домішки він володітиме крім власної електричної провідності ще і домішковою.

Домішкова електропровідність може бути електронною або дірковою.

Внесення до напівпровідника донорних домішок (домішки, атоми яких віддають вільні електрони, називаються донорними або донорами) значно збільшує концентрацію вільних електронів, а концентрація дірок залишається така ж сама.

Якщо в напівпровіднику електропровідність зумовлена в основному електронами, то вона називається електронною, а напівпровідник n-типу.

Електрони в напівпровідниках n-типу є основними носіями заряду (їх концентрація висока), а дірки – неосновними.

Приклад: якщо в напівпровідник з чистого германію (4-х валентний) внести небагато домішку миш'яку (5-ти валентного), то з'явиться напівпровідник n-типу.

Домішки, атоми яких здатні прийняти валентні електрони сусідніх атомів, створивши в них дірку, називаються акцепторами або акцепторними.

Приклад: якщо 4-х валентний германій додати домішку з 3-х валентного індія, то напівпровідник буде акцептором.

Внесення до напівпровідника акцепторного домішку значно збільшує концентрацію дірок, а концентрація електронів залишається така сама. При цьому провідність зумовлена в основному дірками. Її називають дірчастою, а такий напівпровідник p-типу.

Дірки для напівпровідника p-типу – основні носії заряду, а електрони – неосновні.

Питома електрична провідність домішкового напівпровідника визначається концентрацією основних носіїв заряду (чим більша концентрація, тим провідність вища).

Часто напівпровідник містить і донорні, і акцепторні домішки, тоді тип провідності визначається більшою кількістю домішок. І якщо вони рівні, то такий напівпровідник називається таким, що компенсується.

P-N-ПЕРЕХіД

Область усередині нп на межі поділу його двох середовищ з різним типом домішкової електропровідності (p і n типу) називається електронно-дірчастим переходом або р-n-переходом.

Припустимо р-n -перехід утворений в результаті зіткнення двох напівпровідників р і n-типу.Концентрація електронів в області р- типу і дірок в області n-типу рівні, крім того в кожній області є невелика кількість неосновних носіїв. При зіткненні рівність між кількістю іонів і вільних носіїв заряду порушується. Оскільки між областю р і n -типу існує значна різниця концентрації електронів і дірок, відбувається дифузія дірок в область n-типу і електронів в область р-типу. Як тільки дірка покине область р-типу, в цій області поблизу межі поділу утворюється нескомпенсований негативний заряд іонів акцепторної домішки.

 

А з відходом електрона з області n-типу, в ній утворюється нескомпенсований позитивний заряд іонно-донорної домішки.

В результаті, поблизу межі поділу областей створюється об'ємний подвійний шар просторових зарядів, який називається р-n-переходом. Цей шар об'єднаний основними (рухомими) носіями заряду в обох частинах, тому його питомий опір великий. Часто цей шар називають запірним.