Переход Шоттки с донорным полупроводником

       В металле (М) нет дырок и очень высокая концентрация электронов. В донорном полупроводнике (N) основные носители заряда – электроны, неосновные – дырки.

Если A_n < A_м, то для выхода электронов из полупроводника необходимо затратить меньшую работу, чем для их выхода из металла. Электроны перемещаются из полупроводника в металл. На их месте остаются дырки, с которыми рекомбинируют оставшиеся электроны. Создаётся ОПЗ.

Из-за ушедших электронов металл заряжается отрицательно, а полупроводник – положительно.

       Контакт получается выпрямляющим. Чтобы его открыть, необходимо на n-область подать "-", а на металл – "+".

       Если A_n > A_м, то электроны покидают металл, но дырок в металле не образуется (так как в металлах нет кристаллической решётки). ОПЗ не возникает. Контакт получается невыпрямляющим.

       Невыпрямляющие контакты должны получаться при присоединении металлических выводов к полупроводникам.

       Выпрямляющие контакты применяют в диодах Шоттки. Они отличаются большим быстродействием, так как в переходах Шоттки единственными носителями зарядов являются электроны, которые значительно подвижнее дырок.

Тема 2.1 Полупроводниковые резисторы

Варисторы

Варистор – это резистор, сопротивление которого зависит от приложенного внешнего напряжения.

Условное графическое обозначение (УГО) варистора на электрических схемах:

Варисторы изготавливают из карбида кремния или оксида цинка и керамического связующего материала (глина, жидкое стекло, различные лаки и смолы).

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) варистора:

При низких напряжениях сопротивление варистора мало, поэтому его ВАХ нелинейна. При высоких – сопротивление увеличивается и ВАХ становится линейной.

Основные параметры варистора:

- Iном – номинальный ток;

- Uном – номинальное напряжение;

- Pmax – максимально-допустимая рассеиваемая мощность, равная произведению напряжения и тока, протекающего через терморезистор;

- rдиф – дифференциальное сопротивление.

Дифференциальное сопротивление – это сопротивление какого-либо участка вольт-амперной характеристики: rдиф = DU / DI

Варисторы используются для защиты элементов от перенапряжения и контактов реле от разрушения, а также в маломощных стабилизаторах напряжения.

Терморезисторы

Терморезистор – это резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Различают термисторы и позисторы.

Термистор – это терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). При повышении температуры его сопротивление падает.

Позистор – это терморезистор с положительным ТКС. При повышении температуры его сопротивление растёт.

Условные графические обозначения (УГО) терморезисторов:

Термисторы изготавливают из полупроводников или оксидов некоторых металлов, у которых проводимость растёт с ростом температуры.

Позисторы изготавливают из титаната бария с примесями, который в определённом диапазоне температур на несколько порядков увеличивает своё сопротивление.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) термистора:

Участок 1 – Напряжение термистора мало. Он имеет низкую температуру, поэтому его сопротивление велико, а ток – мал.

Участок 2 – Термистор разогревается. Его сопротивление падает. Ток растёт. Напряжение схемы перераспределяется по элементам, поэтому на термисторе оно падает.

Основные параметры терморезистора:

- Rт – номинальное сопротивление при 20°C;

- ТКС – температурный коэффициент сопротивления;

- Tmax – максимальная температура нагрева;

- Pmax – максимально-допустимая рассеиваемая мощность

Терморезисторы используются в качестве датчиков температуры и для температурной стабилизации схем.

Фоторезисторы

Фоторезистор – это резистор, сопротивление которого меняется под воздействием видимого, инфракрасного или ультрафиолетового излучения.

Условное графическое обозначение (УГО) фоторезистора:

Конструкция фоторезистора:

Фоточувствительная плёнка или пластинка изготавливается из сульфида кадмия, селенида кадмия или сульфида свинца.

Без освещения по фоторезистору течёт лишь малый темновой ток. Если осветить фоторезистор, то в результате фотоэффекта валентным электронам в фоточувствительной плёнке будет сообщена энергия и они перейдут из валентной зоны в зону проводимости. Через плёнку потечёт большой световой ток.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) фоторезистора:

Чем больше световой поток Ф и напряжение U, тем больше ток I фоторезистора.

Основные параметры фоторезистора:

- Iт – темновой ток;

- Rт – темновое сопротивление;

- Iсв – световой ток – ток при рабочем напряжении и освещённости 200 люкс (лк);

- Iф – фототок = Iсв – Iт.

Фоторезисторы используются как датчики освещённости.