Osnovi elektronike
Dopiranjem silicijuma menja se i struktura energetskih opsega, tako što se stvaraju novi nivoi unutar zabranjene zone. Donorske primese stvaraju dodatni energetski nivo blizu nepopunjenih provodnih nivoa, čime se olakšava stvaranje slobodnih elektrona. Akceptorske primese stvaraju dodatni energetski nivo blizu popunjenih valentnih nivoa, čime se olakšava stvaranje slobodnih šupljina. Donorski nivoi Provodni opseg zabranjen Valentni opseg Provodni opseg zabranjen Valentni opseg Akceptorski nivoi n-tip p-tip Slika 6.7: Energetski nivoi kod dopiranih poluprovodnika. S obzirom na veliku razliku koncentracija elektrona i šupljina kod dopiranog silicijuma, provodnost dopiranog silicijuma prvenstveno odredjuju većinski nosioci: ⎧ eμ nn= eμnNd za n−tip silicijuma σ=⎨ ⎩e μ pp = e μ pNa za p − tip silicijuma (6.13) Iako je koncentracija primesa veoma mala u odnosu na ukupni broj atoma, ona je ipak znatno veća od koncentracije slobodnih nosilaca kod čistog poluprovodnika. Provodnost je linearna funkcija koncentracije unesenih primesa. Kod materijala n-tipa, većinski (glavni) nosioci su elektroni, a manjinski (sporedni) nosioci su šupljine. Kod materijala p-tipa većinski (glavni) nosioci su šupljine, a manjinski (sporedni) nosioci su elektroni. 54
7. pn spoj Ako se napravi bliski kontakt (spoj) materijala n-tipa i materijala p-tipa dobija se tzv. pn spoj ili dioda. U praksi su oba tipa materijala delovi istog kristala silicijuma, čiji su delovi dopirani različitim primesama. Pored toga što pn spoj predstavlja diodu, on je i osnovni element složenijih elektronskih elemenata, kao što je to bipolarni tranzistor, a ima i značajnu ulogu u radu MOS tranzistora. 7.1 Nepolarisani pn spoj Na slici 7.1 je ilustrovana situacija kada se p i n tip materijala ne dodiruju. Slobodni elektroni su ravnomerno raspoređeni po telu poluprovodnika n-tipa, dok su slobodne šupljine ravnomerno raspoređene po telu poluprovodnika p-tipa. n-tip p-tip + - + - + - - + + + - - + - + - - + + - + - + - + - - + - + + - Nepokretni donorski jon Slobodni elektron Nepokretni akceptorski jon Slobodna šupljina Slika 7.1: Naelektrisanja kod dopiranih poluprovodnika. Ako se formira kontakt materijala p i n tipa, odnosno pn spoj, onda dolazi do prelaza slobodnih većinskih nosilaca preko spoja u drugu oblast i do njihove rekombinacije. U blizini spoja ostaju samo nepokretni naelektrisani atomi. Ta oblast se naziva osiromašena oblast ili oblast prostornog tovara jer u njoj nema slobodnih nosilaca elektriciteta. Nepokretna naelektrisanja formiraju električno polje u oblasti prostornog tovara. To električno polje se suprotstavlja daljem kretanju nosilaca preko spoja. Na spoju se pojavljuje mala razlika napona, koja se naziva potencijalna barijera. Veličina potencijalne barijere zavisi od poluprovodničkog materijala i nivoa dopiranja primesama. Kod silicijuma potencijalna barijera je u granicama od 0.6 V do 0.8 V, a kod germanijuma svega 0.2 V. Veličina potencijalne barijere se ne može izmeriti merenjem napona između anode i katode, jer postoje i kontaktni potencijali na spojevima metal-poluprovodnik kod priključaka diode. Dakle, možemo smatrati da kroz nepolarisani pn spoj protiču četiri različite struje. Difuzione struje većinskih nosilaca, elektrona i šupljina, potiču od različitih koncentracija nosilaca sa obe strane pn spoja i čine difuzionu struju I D . Usled električnog polja takodje postoje dve komponente struje manjinskih nosilaca, struja elektrona i struja šupljina, koje čine struju usled električnog polja I S . U ravnotežnom stanju, kada pn spoj nije vezan u električno kolo, ukupna struja kroz pn spoj mora biti jednaka nuli pa su difuzione struje uravnotežene strujama usled električnog polja, tj. I = I . Takvo ravnotežno stanje se naziva ekvilibrijum. D S 55
- Page 7 and 8: projektovanja. Već dvadesetak godi
- Page 9 and 10: na izolator ostaje nepokretno i naz
- Page 11 and 12: 2.7 Energija i snaga Energija je va
- Page 13 and 14: 1 i = v R i predstavljeni simbolima
- Page 15 and 16: Equation Section (Next) 3. Kola sa
- Page 17 and 18: 3.3 Prvi (strujni) Kirhofov zakon N
- Page 19 and 20: I = GV + GV + + G V = ( G + G + +
- Page 21 and 22: 3.7 Sistem jednačina napona čvoro
- Page 23 and 24: serijski vezanim otpornikom R, onda
- Page 25 and 26: Equation Section (Next) 4. Kola sa
- Page 27 and 28: + i(t) v(t) L - Slika 4.2: Simbol k
- Page 29 and 30: Iz jednačine koja daje prirodno re
- Page 31 and 32: + i s (t) R L C v(t) - - + v s (t)
- Page 33 and 34: 3. α
- Page 35 and 36: Iz uslova periodičnosti: ω T = 2
- Page 37 and 38: j( ω+φ t ) jφ jωt xt () = XM co
- Page 39 and 40: strujama, kada se koristi fazorska
- Page 41 and 42: R −X G = , B= R + X R + X 2 2 2 2
- Page 43 and 44: Na isti način se polazeći od jedn
- Page 45 and 46: Posmatrajmo sada dve paralelno veza
- Page 47 and 48: 5.8 Sistem jednačina napona čvoro
- Page 49 and 50: naziva se ulazna impedansa kola. 1
- Page 51 and 52: U matematičkoj teoriji Furijeovih
- Page 53 and 54: Equation Section 6 6. Osnovi fizike
- Page 55 and 56: nepopunjen zabranjen nepopunjen pop
- Page 57: silicijum se naziva n-tip silicijum
- Page 61 and 62: gde je K konstanta koja zavisi od g
- Page 63 and 64: Ova relacija je nelinearna i često
- Page 65 and 66: 7.6 Radna tačka diode Posmatrajmo
- Page 67 and 68: 8. Bipolarni tranzistor 8.1 Struktu
- Page 69 and 70: I = I + I ≈ I , jer je I
- Page 71 and 72: gde se re = vbe ib = 1 gm naziva em
- Page 73 and 74: R V = V , R = R R B2 B1 B2 BB CC B
- Page 75 and 76: V CC v s R B1 R E vi R s1 C + R B2
- Page 77 and 78: Sa slike 8.13 se posle kraćeg izra
- Page 79 and 80: minimalne dimenzije su ispod 1 μm,
- Page 81 and 82: με W W i = ( v − V ) = k ( v
- Page 83 and 84: G v GS + S k n (W/L)(v GS -V t ) 2
- Page 85 and 86: 9.6 Osnovna pojačavačka kola sa N
- Page 87 and 88: Posle zamene MOS tranzistora modelo
- Page 89 and 90: ⎛W ⎞ V −V I k V V I ⎝ ⎠ 1
- Page 91 and 92: gde je V A napon koji određuje nag
- Page 93 and 94: Zato se u integrisanoj tehnici uvek
- Page 95 and 96: 10.5 Primene operacionog pojačava
- Page 97 and 98: samo po tome što ima više ulaza.
- Page 99 and 100: Dakle, izlazni napon je srazmeran p
- Page 101 and 102: V(1) Logička jedinica Prelazna zon
- Page 103 and 104: A Y 0 1 1 0 A Y Slika 11.4 Kombinac
- Page 105 and 106: 11.2.5 NI operacija Već je rečeno
- Page 107 and 108: logičkog zbira promenljivih, reč
Dopiranjem silicijuma menja se i struktura energetskih opsega, tako što se stvaraju novi<br />
nivoi unutar zabranjene zone. Donorske primese stvaraju dodatni energetski nivo blizu<br />
nepopunjenih provodnih nivoa, čime se olakšava stvaranje slobodnih elektrona. Akceptorske<br />
primese stvaraju dodatni energetski nivo blizu popunjenih valentnih nivoa, čime se olakšava<br />
stvaranje slobodnih šupljina.<br />
Donorski<br />
nivoi<br />
Provodni<br />
opseg<br />
zabranjen<br />
Valentni<br />
opseg<br />
Provodni<br />
opseg<br />
zabranjen<br />
Valentni<br />
opseg<br />
Akceptorski<br />
nivoi<br />
n-tip p-tip<br />
Slika 6.7: Energetski nivoi kod dopiranih poluprovodnika.<br />
S obzirom na veliku razliku koncentracija elektrona i šupljina kod dopiranog silicijuma,<br />
provodnost dopiranog silicijuma prvenstveno odredjuju većinski nosioci:<br />
⎧ eμ nn= eμnNd<br />
za n−tip silicijuma<br />
σ=⎨<br />
⎩e μ<br />
pp = e μ<br />
pNa<br />
za p − tip silicijuma<br />
(6.13)<br />
Iako je koncentracija primesa veoma mala u odnosu na ukupni broj atoma, ona je ipak<br />
znatno veća od koncentracije slobodnih nosilaca kod čistog poluprovodnika. Provodnost je<br />
linearna funkcija koncentracije unesenih primesa. Kod materijala n-tipa, većinski (glavni)<br />
nosioci su elektroni, a manjinski (sporedni) nosioci su šupljine. Kod materijala p-tipa većinski<br />
(glavni) nosioci su šupljine, a manjinski (sporedni) nosioci su elektroni.<br />
54
Change language