11 Fakta o tranzistoru: Charakteristika, BandGap

Obsah

V tomto článku budeme diskutovat o základních pojmech týkajících se tranzistoru a jeho charakteristik. 

• Definice tranzistoru
• Charakteristiky tranzistoru
• Schéma PNP a NPN tranzistoru
• Konfigurace
• Co je to polovodič typu P?
• Co je to polovodič typu N?
• Co je Band Gap?
• Zakázaná mezera
• Valance pásmo
• Vodivé pásmo
• Vnitřní polovodič
• Vnější polovodič
• Přímá a nepřímá bandgap
• Moss-Bursteinův efekt

Definice tranzistoru:

"Tranzistor je polovodičové zařízení se třemi spojovacími částmi." Toto zařízení se používá hlavně pro zesílení na přepínání aplikace elektronických signálů “.

Tranzistor charakteristika:

• Tranzistor představuje vztah mezi proudem a napětím.
  • Jedná se obecně o dvouportovou síť
  • Každý z tranzistorových režimů má různé vstupní charakteristiky, výstupní charakteristiky a charakteristiky přenosu proudu.
  • Tranzistor má tři póly a každý z pólů je vyroben hlavně ze substrátu typu N a typu P.

Tranzistor se skládá ze tří svorek

• Vysílač
• Základna
• Kolektor

Tranzistor se rozdělil do dvou klíčových kategorií

• Bipolární pojistný tranzistor (BJT)
• Tranzistor s polním efektem (FET)

V tranzistoru existují také tři režimy

• Běžný emitor nebo režim CE
• Společný režim základny nebo CB
• Společný režim sběratele nebo CC

Schéma PNP a NPN tranzistoru

Více informací PNP a NPN tranzistory, nejprve musíme vědět o polovodičích typu P a N.

Co je to polovodič typu P?

Polovodič typu P. (odkaz) je typ polovodiče, když se k vnitřnímu nebo čistému polovodiči přidá nějaká nečistota (hlavně trojmocná). U těchto typů jsou otvory většinou a elektronika jsou menšinovými nosiči. Trojmocné nečistoty mohou být bor (B), galium (Ga) atd.

Co je to polovodič typu N?

Polovodič typu N je typ polovodiče, když jsou některé nečistoty (hlavně pětimocné) dopovány k vnějšímu polovodiči. V tomto jsou elektrony majoritní nebo primární nosiče a díry jsou minoritní nebo sekundární nosiče.

Některé z příkladů jsou fosfor (P), arsen (As) atd.

V polovodičích typu N a P sledujeme různé typy „energetických pásem“, které hrají důležitou roli ve funkci tranzistoru; oni jsou:-

Kredit: Tem5psu, N a p doping, CC BY-SA 4.0

Band Gap

"Band Gap označuje rozdíl energie mezi horní částí záclonového pásma a spodní částí vodivého pásma v izolátoru a polovodiči."

- Toto je energetický rozsah pro pevné látky v podstatě tam, kde nemohou existovat žádné elektronové stavy.

Zakázaná mezera

- V pevné látce může mít rozsah energií než elektron v pevné látce energetické pásmo a rozsah energie, který nemusí mít, se nazývá zakázaná mezera.

Valance Band a Conduction Band

V pevných skupinách jsou záclonové a vodivé pásy pásy nejblíže k Fermiho úrovni (termodynamická veličina označená µ) a určují elektrickou vodivost pevných látek.

K vytvoření tranzistoru potřebujeme dva typy polovodičů, které jsou:

1. Vnitřní polovodič

• - Materiály jsou v čisté formě
• - Nízká elektrická vodivost
• - Počet volných elektronů ve vodivém pásmu = Počet otvorů v záclonovém pásmu
• - Elektrická vodivost je ovlivněna teplotou.

2. Vnější polovodič

Vnější polovodiče se dělí na další dva typy

• n-typ
• p-typ

• - Nečistý materiál dopovaný dopenty typu p a typu n
• - Počet děr a elektronů není stejný
• - Vysoká elektrická vodivost
• - Nečistoty jako Sb, P, ln, Bi jsou dotovány atomy křemíku a germania.

Přímá a nepřímá bandgap

V polovodičové elektronice lze polovodičovou bandgap klasifikovat v základních formách následovně:

• Přímá bandgap
• Nepřímý bandgap.

V závislosti na struktuře pásma mají látky přímý bandgap nebo nepřímý bandgap.

• Přímá pásmová propast nastává, když jsou hybnost nízkoenergetické hladiny z vodivé oblasti a vysokoenergetické hladiny z valenční oblasti podobná.
• Nepřímá pásmová mezera nastává, když hybnost nízkoenergetické hladiny z vodivé oblasti a vysoké energetické hladiny z valenční oblasti nejsou podobné.
• Když má elektron dostatek energie, může dosáhnout vodivého pásma. V tomto procesu jsou emitovány fotony.  
• U materiálu nepřímého bandgapu byl do přechodu z horní valenční horní části pásma do dolního vodivého pásma zahrnut jak foton, tak fonon.

Stav maximální energie ve valenčním pásmu a stav minimální energie ve vodivém pásmu se liší k-vektorem zón Brillouin nebo konkrétním momentem krystalu. V případě, že jsou k-vektory odlišné, má látka „nepřímou mezeru“. Bandgap je známý jako přímý, pokud je pohyb krystalů otvorů a elektronů stejný ve vodivých a valenčních pásmech; an e^- mohl emitovat foton. Foton nemůže být emitován v „nepřímé“ mezeře, protože elektron musí projít mezilehlou mezerou a přenášet hybnost do krystalové mřížky.

Co je to polokovový materiál?

U určitých látek s přímou mezerou je hodnota rozdílu záporná. Takové látky se nazývají polokovy.

Moss-Bursteinův efekt

Moss-Bursteinův efekt nebo Burstein-Mossův posun je zázrak, kde se může zvětšit bandgap polovodiče.

• Důkazem toho je zdegenerovaná distribuce elektronů nebo u některých variant polovodičů.  
• Podle Moss-Bursteinova posunu je Band Gap

Zdánlivá mezera pásma = skutečná mezera pásma + posun Moss-Burstein

Ve zdánlivě dopovaných polovodičích se hladina Fermi nachází mezi valenčními a vodivými pásmy.

Například v polovodiči typu n, jak se zvyšuje dopingová koncentrace, elektrony se naplňují ve vodivých oblastech, které nutí hladinu Fermiho k vyšší energetické značce.

Hladina Fermi je umístěna ve vodivém pásmu pro degenerované množství dopingu. Pauliho princip vyloučení zakazuje excitaci pro tyto předem obsazené státy. Nárůst je tedy patrný v pásmu.

Více informací elektronika klikněte zde