физические процессы, происходящие на поверхности полупроводника. Поверхность полупроводникового материала находится в непосредственном контакте с окружающей ее средой.
Химическое и физическое взаимодействия поверхности полупроводника с окружающей средой могут вызывать резкое изменение свойств поверхностного слоя полупроводника по сравнению с его объемными свойствами (в глубине): увеличение и даже изменение типа проводимости, повышение скорости рекомбинации неравновесных носителей и др.
Даже при идеальной чистоте и гладкости поверхность, являясь границей кристалла полупроводника, представляет собой область, где связи граничных атомов полупроводника оборваны, т. е. упорядоченная монокристаллическая структура нарушена, и это неизбежно ведет к изменению всех электрофизических свойств полупроводника. У большинства полупроводниковых приборов отклонение поверхностных свойств полупроводника от объемных неблагоприятно отражается на их рабочих характеристиках, снижает стабильность параметров во времени и при изменении температуры. Поэтому задача пассивации поверхности, т. е. исключения влияния П. я. в п. на объемные свойства, является актуальной проблемой современной полупроводниковой техники, в особенности технологии транзисторов.
Для пассивации поверхности применяются особые технологические приемы (химическая, термическая обработка). Для уменьшения дестабилизирующего влияния поверхности применяется герметизация полупроводниковых приборов в контролируемой газовой среде.
Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках.
Все многообразие оптических и фотоэлектрических явлений в полупроводниках можно свести к следующим основным:
|
|
– поглощение света и фотопроводимость; (Явлением фотопроводимостиназывается увеличение электропроводности полупроводника под воздействием электромагнитного излучения.)
– фотоэффект в p-n переходе (испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения);
– электролюминесценция(Люминесценцией называется всякое свечением, не вызванное сильным повышением температуры и происходящее при температуре светящегося тела);
– стимулированное когерентное излучение (Излучение с одной длинной волны или лазерное излучение).
Полупроводниковые резисторы.
Полупроводниковый резистор — полупроводниковый прибор с двумя выводами, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры, освещенности, напряжения и других параметров. В полупроводниковых резисторах применяют полупроводник, равномерно легированный примесями. В зависимости от типа примесей удаётся получить различные зависимости сопротивления от внешнего воздействия.
Выпрямительные диоды.
Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный.
Выпрямительные диоды помимо применения в источниках питания для выпрямления переменного тока в постоянный, также используются в цепях управления, коммутации, в ограничительных и развязывающих цепях, в схемах умножения напряжения и преобразователях постоянного напряжения, где не предъявляются высокие требования к частотным и временным параметрам сигналов.
|
|
Конструктивно выпрямительные диоды оформляются в металлических, пластмассовых или керамических корпусах в виде дискретных элементов, либо в виде диодных сборок, к примеру, диодных мостов выполненных в едином корпусе.
Специальные диоды.
• Стабилитроны - Используют обратную ветвь характеристики диода с обратимым пробоем для стабилизации напряжения. 
• Туннельные диоды - Диоды, существенно использующие квантовомеханические эффекты. Имеют область т. н. «отрицательного сопротивления» на вольт-амперной характеристике. Применяются как усилители, генераторы и пр. 
• Обращённые диоды - Имеют гораздо более низкое падение напряжения в открытом состоянии, чем обычный диод. Принцип работы обращённого диода основан на туннельном эффекте.
• Точечные диоды - Ранее использовались в СВЧ технике (благодаря низкой ёмкости p-n перехода); кроме того точечные диоды имеют на обратной ветви вольт-амперной характеристики участок отрицательного дифференциального сопротивления, что использовалось для их применения в генераторах и усилителях.
• Варикапы - Используется то, что запертый p—n-переход обладает большой ёмкостью, причём ёмкость зависит от приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости.
• Светодиоды - В отличие от обычных диодов, при рекомбинации электронов и дырок в переходе излучают свет в видимом диапазоне, а не в инфракрасном. Однако выпускаются светодиоды и с излучением в ИК диапазоне, а с недавних пор — и в УФ.
|
|
• Полупроводниковые лазеры - По устройству близки к светодиодам, однако имеют оптический резонатор, излучают когерентный свет.
• Фотодиоды - Запертый фотодиод открывается под действием света.
• Солнечный элемент. Подобен фотодиоду, но работает без смещения. Падающий на p-n-переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.
• Диоды Ганна. Используются для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне.
• Диод Шоттки. Диод с малым падением напряжения при прямом включении.
• Лавинный диод — диод, основанный на лавинном пробое обратного участка вольт-амперной характеристики. Применяется для защиты цепей от перенапряжений
• Лавинно-пролётный диод — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебаний в СВЧ-технике.
• Магнитодиод. Диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.
• Стабисторы. При работе используется участок ветви вольт-амперной характеристики, соответствующий «прямому напряжению» на диоде.
• Смесительный диод — предназначен для перемножения двух высокочастотных сигналов.
• pin диод — содержит область собственной проводимости между сильнолегированными областями. Используется в СВЧ-технике, силовой электронике, как фотодетектор.