Разделы презентаций


Омский государственный технический университет каф. Электроника

Содержание

Зависимость проводимости от температуры ρ = 1/σ Ek = (3/2)kT Ek = 0,04 эВ при Т=20 °СЭлектропроводность

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Омский государственный технический университет каф. Электроника
Дисциплина
Радиоматериалы и радиокомпоненты

Лекция 4. Полупроводниковые материалы
Доцент,

к.т.н. Пономарёв Д.Б.

Омский государственный технический университет каф. ЭлектроникаДисциплинаРадиоматериалы и радиокомпонентыЛекция 4. Полупроводниковые материалыДоцент, к.т.н. Пономарёв Д.Б.

Слайд 4 Зависимость проводимости от температуры
ρ = 1/σ
Ek =

(3/2)kT
Ek = 0,04 эВ при Т=20 °С
Электропроводность

Зависимость проводимости от температуры ρ = 1/σ Ek = (3/2)kT Ek = 0,04 эВ при Т=20

Слайд 6 Классификация

Классификация

Слайд 7 Классификация

Классификация

Слайд 8Способы получения монокристаллов полупроводников
•1. Вытягивание из расплава по методу Чохральского.
•2. Метод бестигельной

зонной плавки.
•3. Кристаллизация из газовой фазы с использованием методов сублимации из

газовой фазы и химических транспортных реакций (CdS, ZnS, SiC).
Способы получения монокристаллов полупроводников•1. Вытягивание из расплава по методу Чохральского.•2. Метод бестигельной зонной плавки.•3. Кристаллизация из газовой фазы с использованием

Слайд 9Полупроводники составляют обширную область материалов, отличающихся друг от друга большим

многообразием электрических и физических свойств, а также большим многообразием химического

состава, что и определяет различные назначения при их техническом использовании. По химической природе современные  полупроводниковые материалы можно разделить на 5 основных групп:

Классификация

Полупроводники составляют обширную область материалов, отличающихся друг от друга большим многообразием электрических и физических свойств, а также

Слайд 101. Кристаллические полупроводниковые материалы, построенные из атомов или молекул одного

элемента. Такими материалами являются широко используемые в данное время германий,

кремний, селен, бор, карбид кремния и др.

Классификация

1. Кристаллические полупроводниковые материалы, построенные из атомов или молекул одного элемента. Такими материалами являются широко используемые в

Слайд 11 Элементарные полупроводники

Элементарные полупроводники

Слайд 132. Окисные кристаллические полупроводниковые материалы, т. е. материалы из окислов

металлов. Главные из них: закись меди, окись цинка, окись кадмия,

двуокись титана, окись никеля и др. В эту же группу входят материалы, изготовляемые на основе титаната бария, стронция, цинка, и другие неорганические соединения с различными малыми добавками.

Классификация

2. Окисные кристаллические полупроводниковые материалы, т. е. материалы из окислов металлов. Главные из них: закись меди, окись

Слайд 14 Варистор на основе ZnO – оксида цинка

Варистор на основе ZnO – оксида цинка

Слайд 153. Кристаллические полупроводниковые материалы на основе соединений атомов третьей и

пятой групп системы элементов Менделеева. Примерами таких материалов являются антимониды индия,

галлия и алюминия, т. е. соединения сурьмы с индием, галлием и алюминием. Они получили наименование интерметаллических соединений.

Классификация

А3В5

3. Кристаллические полупроводниковые материалы на основе соединений атомов третьей и пятой групп системы элементов Менделеева. Примерами таких материалов

Слайд 16Арсенид-галиевые (GaAs)
солнечные батареи
http://solarb.ru/arsenid-galievye-solnechnye-batarei

Арсенид-галиевые (GaAs) солнечные батареиhttp://solarb.ru/arsenid-galievye-solnechnye-batarei

Слайд 174. Кристаллические полупроводниковые материалы на основе соединений серы, селена и

теллура с одной стороны и меди, кадмия и свинца с

другой. Такие соединения называются соответственно: сульфидами, селенидами и теллуридами.

Классификация

4. Кристаллические полупроводниковые материалы на основе соединений серы, селена и теллура с одной стороны и меди, кадмия

Слайд 18 Халькогениды свинца

Фоторезистор

Халькогениды свинцаФоторезистор

Слайд 195. Органические полупроводники: - органические красители (метиленовый голубой, фталоцианины) - ароматические соединения

(нафталин, антрацен, виолантрен ) - полимеры с сопряженными связями - природные

пигменты (хлорофилл, -каротин ) - молекулярные комплексы с переносом заряда (донорно - акцепторные системы): бром-антрацен, иод-пирен. - ион-радикальные соли (тетрацианхинодиметан)

Классификация

5. Органические полупроводники: - органические красители (метиленовый голубой, фталоцианины) - ароматические соединения (нафталин, антрацен, виолантрен ) -

Слайд 20Органические полупроводники: •Линейные – пентацен •Двумерные соединения со сшитыми кольцами – производные нафталина и фталоцианинов •Гетероциклические

олигомеры –производные тиофена с р-типом проводимости
Классификация

Органические полупроводники: •Линейные – пентацен •Двумерные соединения со сшитыми кольцами – производные нафталина и фталоцианинов •Гетероциклические олигомеры –производные тиофена с р-типом проводимости

Слайд 21Применение : - Как светочувствительные материалы для ПЗС и фотоэлементов. - Высокая стойкость к радиационному

облучению некоторых органических полупроводников, делает возможным их использование в космосе. -

Создание транзисторов и датчиков, а также других полупроводниковых приборов. - С ними связана перспектива создания сверхпроводников с высокой критической температурой. OLED-телевизоры, OLED-мониторы, OLED-дисплеи, OLED-панели.

Классификация

Применение : - Как светочувствительные материалы для ПЗС и фотоэлементов.  - Высокая стойкость к радиационному облучению некоторых  органических

Слайд 225. Органические полупроводники:
Классификация

5. Органические полупроводники:   Классификация

Слайд 23Классификация по различным признакам: Простые - сложные Твердые – жидкие Неорганические - органические Некристаллические

(аморфные) – Кристаллические (монокристаллические и поликристаллические)
Классификация

Классификация по различным признакам:  Простые - сложные  Твердые – жидкие  Неорганические - органические

Слайд 24Электропроводность

γi = q∙ni∙(un + up)
γn = q∙n∙un
γр = q∙n∙uр
γ =

γi + γпр.

Электропроводностьγi = q∙ni∙(un + up)	γn = q∙n∙unγр = q∙n∙uр	γ = γi + γпр.

Слайд 25 Влияние концентрации примесей на величину удельного сопротивления германия и

кремния при комнатной температуре: 1 - кремний, 2 - германий

Кривые на рисунке показывают, что легирующие примеси оказывают огромное влияние на величину удельного сопротивления: у германия оно изменяется от величины собственного сопротивления 60 Ом*см до 10-4 Ом*см, т. е. в 5*105 раз, а у кремния с 3*103 до 10-4 Ом*см, т. е. в 3*109 раз.
Влияние концентрации примесей на величину удельного сопротивления германия и кремния при комнатной температуре: 1 - кремний,

Слайд 26 Атом примеси в полупроводнике Ge
As – донор
Валентность 5


In – акцептор
Валентность 3
Электропроводность

Атом примеси в полупроводнике GeAs – донор Валентность 5 In – акцепторВалентность 3 Электропроводность

Слайд 27Влияние температуры
Электропроводность

Влияние температурыЭлектропроводность

Слайд 28Влияние температуры
Электропроводность

Энергетическая диаграмма и функция вероятности заполнения энергетических уровней для

собственного полупроводника F(E)

Влияние температурыЭлектропроводностьЭнергетическая диаграмма и функция вероятности заполнения энергетических уровней для собственного полупроводника F(E)

Слайд 29Влияние температуры
Электропроводность

Вольт-амперная характеристика терморезистора
Зависимость сопротивления терморезистора от температуры

Влияние температурыЭлектропроводностьВольт-амперная характеристика терморезистораЗависимость сопротивления терморезистора от температуры

Слайд 30Термоэлементы
эффект Пельтье
Термоэлементы

QП = П∙I∙τ,
QД-Л = 0,24∙I2∙R∙τ,

Термоэлементы эффект ПельтьеТермоэлементыQП = П∙I∙τ,	QД-Л = 0,24∙I2∙R∙τ,

Слайд 31Термоэлементы
элемент Пельтье

Bi2Te3∙Sb2Se3
Термоэлементы

Термоэлементы элемент ПельтьеBi2Te3∙Sb2Se3 Термоэлементы

Слайд 32Термоэлементы
эффект Зеебека
U = A∙(Тнагр. – Тохл.),
Термоэлементы

Термоэлементы эффект ЗеебекаU = A∙(Тнагр. – Тохл.),	Термоэлементы

Слайд 33nn >> pn и pp >> np

IД = q∙D∙ N,
где

D – коэффициент диффузии;
N – градиент концентрации носителей заряда;
q –

заряд электрона.

Электронно-дырочный (или p-n) переход

p-n переход

nn >> pn и pp >> npIД = q∙D∙ N,					где 	D – коэффициент диффузии;N – градиент концентрации

Слайд 34Электронно-дырочный (или p-n) переход
p-n переход

Электронно-дырочный (или p-n) переход  p-n переход

Слайд 35Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в полупроводниках, происходящее

под действием излучений.

Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов

в среде и приводит к возникновению 
фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.

фотоэффект

WФ > Wg

Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в полупроводниках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении

Слайд 36Интегральная характеристика фотосопротивления (фотопроводимости полупроводника)
фотоэффект

Интегральная характеристика фотосопротивления (фотопроводимости полупроводника)  фотоэффект

Слайд 37Воздействие света на электропроводность ПП-ков.
WФ > Wg
фотоэффект

Воздействие света на электропроводность ПП-ков.WФ > Wg  фотоэффект

Слайд 38Фотоэлектрический эффект (вентильный)
фотоэффект
Электронно-дырочный (p-n) переход
+
фотоэффект
=

Фотоэлектрический эффект (вентильный)  фотоэффектЭлектронно-дырочный (p-n) переход + фотоэффект =

Слайд 39Фоторезисторы
Фоторезисторы – это фотоэлектрические полу-проводниковые приемники излучения, принцип действия которых

основан на эффекте фотопроводимости.

Эффект фотопроводимости (фоторезистивный эффект) заключается в

уменьшении электросопротивления полупроводникового материала при освещении.
ФоторезисторыФоторезисторы – это фотоэлектрические полу-проводниковые приемники излучения, принцип действия которых основан на эффекте фотопроводимости. Эффект фотопроводимости (фоторезистивный

Слайд 40Фоторезисторы

Фоторезисторы

Слайд 41Фоторезисторы
Наиболее распространенными являются фоторезисторы на основе сернистого свинца (PbS), cеленистого

свинца (PbSe), сернистого кадмия (CdS) и селенистого кадмия (CdSe). Высокая

фоточув-ствительность сульфида и селенида кадмия обеспечивается введением в их состав сенсибилизирующих примесей, способствующих увеличению времени жизни основных носителей заряда. Донорной примесью обычно служит хлор, в качестве акцепторных примесей используются медь или серебро. Существенную роль в механизме проводимости играют также структурные дефекты фоточувствительных полупроводниковых материалов.
ФоторезисторыНаиболее распространенными являются фоторезисторы на основе сернистого свинца (PbS), cеленистого свинца (PbSe), сернистого кадмия (CdS) и селенистого

Слайд 43Внешний вид и размеры наиболее распространенных типов отечественных фоторезисторов

Внешний вид и размеры наиболее распространенных типов отечественных фоторезисторов

Слайд 44Характеристики фоторезисторов

Характеристики фоторезисторов

Слайд 47Параметры фоторезисторов 1
1. Темновое сопротивление Rт – это сопротивление фоторезистора

при полной защите чувствительного элемента от излучения. В зависимости от

материала фоточувствительного элемента значение Rт составляет (0,022100)×106 Ом.
2. Кратность изменения сопротивления – отношение темнового сопротивления Rт фоторезистора к световому сопротивлению Rсв измеренному при освещенности в 200 лк. Значение отношения Rт/Rсв для различных типов фоторезисторов на основе CdS и CdSe колеблется в широком диапазоне от 3,5 до 1,5×106 (обычно 150...1500), для фоторезисторов на основе PbS значение Rт/Rсв постоянно и равно 1,2 отн. Ед.
Параметры фоторезисторов 11. Темновое сопротивление Rт – это сопротивление фоторезистора при полной защите чувствительного элемента от излучения.

Слайд 48Параметры фоторезисторов 2
3. Рабочее напряжение Uр – это напряжение, при

котором фоторезистор работоспособен в течение заданного срока службы. Для различных

типов фоторезисторов значение Uр находится в пределах 2100 В.
4. Номинальная мощность рассеяния Рн – максимально допустимая мощ-ность, которую фоторезистор может рассеивать при непрерывной электрической нагрузке и температуре окружающей среды, указанной в технической документации, при атмосферном давлении 105 Н/м2 и рабочем напряжении на фоторезисторе. Значение Рн для фоторезисторов невелико и составляет 0,010,35 Вт.
Параметры фоторезисторов 23. Рабочее напряжение Uр – это напряжение, при котором фоторезистор работоспособен в течение заданного срока

Слайд 49Параметры фоторезисторов 3
5. Темновой ток Iт – величина тока через

фоторезистор, определяемая при рабочем напряжении и полной защите фоточувствительного элемента

от излучения. Величина Iт = 0,01100 мкА.
6. Световой ток Iсв – величина тока через фоторезистор, определяемая при рабочем напряжении и освещенности 200 лк. Величина Iсв = 0,36 мА.
7. Удельная чувствительность К – это отношение фототока DIф к падающему на фоторезистор световому потоку Ф, лм, и приложенному к нему напряжению U, В:
, (7.17)

где DIф = Iсв – Iт – фототок, равный разности светового и темнового токов, протекающих через фоторезистор. Значение К для различных фоторезисторов составляет от 500 до 600×103 мкА/лм×В.
Параметры фоторезисторов 35. Темновой ток Iт – величина тока через фоторезистор, определяемая при рабочем напряжении и полной

Слайд 508. Спектральная характеристика, S(l), представляет зависимость монохро-матической чувствительности фоторезистора, К,

отнесенную к значению макси-мальной чувствительности, Кmax, от длины волны l

регистрируемого потока излу-чения. Очевидно, S= где – значение фототока, соответст-вующее максимальной чувствительности фоторезистора.
9. Инерционность t – это длительность промежутка времени, в течение которого фототок после включения или выключения источника света увеличивается или уменьшается в 2,73 раза.

, (7.18)

где Iф(0) – значение фототока при постоянном световом потоке, падающем на фоторезистор (fмод = 0).
10. Температурный коэффициент фототока (ТКIф) представляет собой относительное изменение фототока при изменении температуры на 1 градус:

aI,Т = . Значение ТКIф является отрицательной величиной,

поскольку общий фототок уменьшается с увеличением температуры.

Параметры фоторезисторов 4

8. Спектральная характеристика, S(l), представляет зависимость монохро-матической чувствительности фоторезистора, К, отнесенную к значению макси-мальной чувствительности, Кmax, от

Слайд 51Система обозначений фоторезисторов
До введения ОСТ 11.074.009–78 (согласно которому фоторезистор обозначается

буквами ФР) в основу обозначения фоторезисторов входил состав материала, из

которого изготовлялся их термочувствительный элемент:
СФ1 – на основе сульфида свинца (ранее обозначались ФСА);
СФ2 – сернисто-кадмиевые (ранее обозначались ФСК);
СФ3 – селенисто-кадмиевые (ранее обозначались ФСД);
СФ4 – на основе селенида свинца.
Далее через дефис указывается номер разработки и вариант конструктивного исполнения.
где Uш – действующее напряжение шума, мкВ.
Система обозначений фоторезисторовДо введения ОСТ 11.074.009–78 (согласно которому фоторезистор обозначается буквами ФР) в основу обозначения фоторезисторов входил

Слайд 52Конструкции фоторезисторов

Конструкции фоторезисторов

Слайд 53Оптопары

Оптопары

Слайд 54Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика