Контакт металл-полупроводник

Если в контакте металла с полупроводником n-типа (рис. 1) работа выхода электронов из металла AM меньше, чем работа выхода из полупроводника An, то будет преобладать выход электронов из металла в полупроводник. Поэтому в слое полупроводника около границы накапливаются основные носители заряда (электроны), и этот слой становится обогащенным, т. е. в нем увеличивается концентрация электронов. Сопротивление этого слоя будет малым при любой полярности приложенного напряжения, и, следовательно, такой переход не обладает выпрямляющими свойствами. Его называют невыпрямляющим (омическим) контактом. Подобный же невыпрямляющий диод получается в контакте металла с полупроводником p-типа (рис. 2) , если работа выхода электронов из полупроводника меньше, чем из металла.

В этом случае из полупроводника в металл уходит больше электронов, чем в обратном направлении, и в приграничном слое полупроводника также образуется область, обогащенная основными носителями (дырками), имеющая малое сопротивление. Оба типа невыпрямляющих контактов широко используются в полупроводниковых приборах при устройстве выводов от n- и p-областей. Для этой цели подбирают соответствующие металлы.

Иными свойствами обладает переход, показанный на рис. 3 . Если в контакте металла с полупроводником n-типа An<AM, то электроны будут переходить главным образом из полупроводника в металл и в приграничном слое полупроводника образуется область, обедненная основными носителями, и поэтому имеющая большое сопротивление. Здесь создается довольно высокий потенциальный барьер, высота которого будет существенно меняться в зависимости от полярности приложенного напряжения. Такой переход обладает выпрямляющими свойствами. Подобные переходы в свое время исследовал немецкий ученый В. Шотки и теперь барьеры в таких переходах именуются барьерами Шотки, а диоды с этим барьером - диодами Шотки.

Схема замещения транзистора эквивалентным 4-х полюсником. Связь h-параметров с физическими

Физический смысл h-параметров: h₁₁ = u₁/i₁ – входное сопротивление при коротком замыкании на выходе; h₁₂ = u₁/u₂ - коэффициент обратной связи по напряжению; h₂₁ = i₂/i₁-коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе; h₂₂ = i₂/u₂ - выходная проводимость при холостом ходе на входе.

Пленочные ИС. Гибридные ИС

Пленочные ИС имеют подложку (плату) из диэлектрика (стекло,

керамика и др.). Пассивные элементы, т. е резисторы, конденсаторы,

катушки и соединения между элементами, выполняются в виде различных пленок, нанесенных на подложку. Активные элементы (диоды, транзисторы) не делаются пленочными, так как не удалось добиться их хорошего качества. Таким образом, пленочные ИС содержат только пассивные элементы и представляют собой ДС-цепи или какие-либо другие схемы. Принято различать ИС тонкопленочные, у которых толщина пленок не более 2 мкм, и толстопленочные, у которых толщина пленок значительно больше. Разница между этими ИС заключается не столько в толщине пленок, сколько в различной технологии их нанесения. Широкое распространение получили гибридные ИС – интегральные схемы, в

которых применяются плёночные пассивные элементы и навесные элементы (резисторы, конденсаторы, диоды, оптроны, транзисторы), называемые компонентами ГИС. Электрические связи между элементами и компонентами осуществляются с помощью плёночного или проволочного монтажа.Реализация функциональных элементов в виде ГИС экономически целесообразна при выпуске малыми сериями специализированных вычислительных устройств и другой аппаратуры. Разновидность гибридных ИС – так называемые микросборки. Обычно в их составе различные элементы, компоненты и интегральные схемы. Особенность микросборок состоит в том, что они являются изделиями частного применения, т. е. изготовляются для конкретного типа аппаратуры. А обычные ГИС представляют собой изделия общего применения, пригодные для различных видов аппаратуры. Иногда микросборками также называют наборы нескольких активных или пассивных элементов, находящихся в одном корпусе и имеющих самостоятельные

выводы. Иначе эти наборы еще называют матрицами.

Билет № 14

Выпрямительные диоды

Выпрями́тельные дио́ды — диоды, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. На смену электровакуумным диодам и игнитронам пришли диоды из полупроводниковых материалов и диодные мосты (четыре диода в одном корпусе). Обычно к быстродействию, ёмкости p-n перехода и стабильности параметров выпрямительных диодов не предъявляют специальных требований.

Основные параметры выпрямительных диодов:

среднее прямое напряжение Uпр.ср. при указанном токе Iпр.ср.;

средний обратный ток Iобр.ср. при заданных значениях обратного напряжения Uобр и температуры;допустимое амплитудное значение обратного напряжения Uобр.макс.;средний прямой ток Iпр.ср.;

частота без снижения режимов.

Среди выпрямительных диодов следует особо выделить диоды Шотки, создаваемые на базе контакта металл-полупроводник и отличающиеся более высокой рабочей частотой (для 1 МГц и более), низким прямым падением напряжения (менее 0,6 В).