Полупроводниковые приборы

на электронных процессах в полупроводниках. В электронике полупроводниковые приборы используются

для обработки электрических сигналов, а также для преобразования одних видов энергии в другие. Полупроводниковые приборы разделяют на дискретные и интегральные.

назначению, принципу действия, типу используемого полупроводникового материала, конструкции и технологии,

виду характеристик, областям применения. К основным классам таких дискретных приборов относят: электропреобразовательные приборы (диод, транзистор, тиристор и другие); оптоэлектронные приборы, преобразующие световые сигналы в электрические и наоборот (фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, полупроводниковый лазер, излучающий диод и т.д.); термоэлектрические, преобразующие тепловую энергию в электрическую и наоборот (термоэлемент, термоэлектрический генератор, терморезистор и т.п.); магнитоэлектрические приборы (например, измерительный преобразователь на основе эффекта Холла); пьезоэлектрические и тензометрические приборы, реагирующие на изменение давления или механическое смещение и другие воздействия.

строятся по обычным принципам схемотехники. Монолитные интегральные схемы состоят из

интегральных диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов и соединений между ними. Элементы интегральных схем создаются в едином технологическом цикле на одном кристалле полупроводника. Если же пассивные элементы изготавливают отдельно на диэлектрической подложке, а активные элементы устанавливают в схему в виде дискретных бескорпусных полупроводниковых приборов, то интегральная схема называется гибридной.

включают в себя логические, счетно-преобразовательные и интегральные схемы памяти. Аналоговые

интегральные схемы охватывают приборы усиления, источники вторичного питания, сверхвысокочастотные схемы.

и другие приборы. Первые полупроводниковые приборы были изготовлены на основе

селена Se и закиси меди Сu20Это были простейшие приборы — выпрямительные диоды. С изобретением транзистора (1949 г.) широкое распространение получил германий Ge, который, начиная с 90-х годов, почти полностью вытеснен кремнием Si. Приобретают важное значение, особенно в оптоэлектронике, различные двойные, тройные и более сложные соединения (GaAs, СаР, CdS, SiP и др.), обладающие полупроводниковыми свойствами.

и плоскостные. Последние в свою очередь делятся на сплавные, диффузионные,

мезапланарные, планарные и др. Основой технологии большей части полупроводниковых приборов является планарная технология, включающая в себя процессы: защиты поверхности полупроводника тонкой пленкой диэлектрика, чаще всего окиси кремния SiO2; фотолитографии; диффузии примесей и ионного легирования; нанесения тонких металлических пленок. Полупроводниковые приборы выпускают в металлокерамических или пластмассовых корпусах, защищающих приборы от внешнего воздействия. Исключениями являются бескорпусные приборы.

мощности (обычно на токи до 10 А) и силовые полупроводниковые

приборы (СПП).

переходом или контакт металл—полупроводник. Принцип действия диодов определяется свойством односторонней

проводимости р— n -перехода.

Основные электрические, тепловые, механические и другие свойства приборов определяются параметрами и их характеристиками. Параметры силовых полупроводниковых приборов могут быть предельно допустимыми и характеризующими.

которого может привести к повреждению прибора. Характеризующий параметр — это

значение параметра, которое отражает определенное свойство прибора. Все параметры приборов обозначаются буквами латинского алфавита: основные буквы прописные и строчные, индексы в основном прописными буквами.

представляет собой полностью управляемый полупроводниковый прибор, обладающий свойством усиления электрических

сигналов. Широко применяются биполярные и полевые (униполярные) транзисторы

с тремя или более выводами (эмиттер, коллектор, база), усилительные свойства

которых обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Работа транзистора зависит от носителей обеих полярностей (отсюда термин "биполярный"). По структуре полупроводникового кристалла транзистор может быть выполнен р—п—р- или п—р—n-типа

Б, разделенные эмиттерным П1 и коллекторным П2 переходами. Исторически биполярный

транзистор предложен первым в 1949 г. В. Шокли. Первые транзисторы были, главным образом, р—п—р-типа и изготавливались методами сплавной технологии. Большинство современных транзисторов типа п—р—n и изготавливаются они методами селективной диффузии через оксидные маски. Транзисторы п—р—n-типа выполняются на высокие значения напряжения, на их основе созданы мощные переключающие приборы.

основных носителей заряда, протекающих через проводящий канал и управляемых электрическим

полем. Работа транзисторов зависит от носителей заряда одной полярности (отсюда термин "униполярные").

канал, который имеет три или четыре вывода: исток И, сток

С, затвор 3 и подложка П. Через исток носители втекают в канал, через сток — вытекают из канала. Затвор является управляющим электродом.

Характерной особенностью полевых транзисторов является большое входное сопротивление. Но транзисторы этого типа имеют большее напряжение в открытом состоянии и, следовательно, имеют более высокие потери от тока в канале, что ограничивает их мощность

три р—л-перехода или более, который может переключаться из закрытого состояния

в открытое (процесс отпирания) и из открытого состояния в закрытое (процесс запирания).