11 faktów na temat tranzystora: charakterystyka, pasmo wzbronione

Spis treści

W tym artykule omówimy podstawowe pojęcia związane z tranzystorem i jego charakterystyką. 

• Definicja tranzystora
• Charakterystyka tranzystora
• Schemat tranzystora PNP i NPN
• systemu
• Co to jest półprzewodnik typu P?
• Co to jest półprzewodnik typu N?
• Co to jest Band Gap?
• Zakazana Luka
• opaska falbany
• Zespół przewodzący
• Półprzewodnik samoistny
• Zewnętrzny półprzewodnik
• Bezpośredni i pośredni pasmo zabronione
• Efekt Mchu-Bursteina

Definicja tranzystora:

„Tranzystor to urządzenie półprzewodnikowe z trzema częściami połączeniowymi. Urządzenie to służy głównie do wzmacniania do przełączania sygnałów elektronicznych ”.

Tranzystor Charakterystyka:

• Tranzystor reprezentuje zależność między prądem a napięciem.
  • Ogólnie jest to sieć dwuportowa
  • Każdy z trybów tranzystora ma inną charakterystykę wejściową, wyjściową i charakterystykę przenoszenia prądu.
  • Tranzystor ma trzy bieguny, a każdy z biegunów jest wykonany głównie z podłoża typu N i P.

Tranzystor składa się z trzech zacisków

• Nadajnik
• Baza
• Kolektor

Tranzystor podzielił się na dwie kluczowe kategorie

• Tranzystor bipolarny (BJT)
• Tranzystor polowy (FET)

Istnieją również trzy tryby tranzystora

• Wspólny emiter lub tryb CE
• Tryb wspólnej bazy lub CB
• Tryb wspólnego kolektora lub tryb CC

Schemat tranzystora PNP i NPN

Aby dowiedzieć się więcej o PNP i tranzystorów NPN, po pierwsze, musimy wiedzieć o półprzewodnikach typu P i N.

Co to jest półprzewodnik typu P?

Półprzewodnik typu P. (połączyć) jest rodzajem półprzewodnika, w którym do wewnętrznego lub czystego półprzewodnika dodaje się pewne zanieczyszczenie (głównie trójwartościowe). W tych typach dziury stanowią większość, a elektronika jest nośnikiem mniejszościowym. Trójwartościowymi zanieczyszczeniami mogą być bor (B), gal (Ga) itp.

Co to jest półprzewodnik typu N?

Półprzewodnik typu N to rodzaj półprzewodnika, w którym niektóre zanieczyszczenia (głównie pięciowartościowe) są domieszkowane do zewnętrznego półprzewodnika. W tym przypadku elektrony są nośnikami większościowymi lub pierwotnymi, a dziury są nośnikami mniejszościowymi lub wtórnymi.

Niektóre przykłady to fosfor (P), arsen (As) itp.

W półprzewodnikach typu N i P obserwujemy różne rodzaje „pasm energii”, które odgrywają ważną rolę w funkcji tranzystora; oni są:-

Kredytowych Image: Temp5psu, Doping N i P., CC BY-SA 4.0

Przerwa w paśmie

„Przerwa pasmowa odnosi się do różnicy energii między górną częścią pasma falbaniowego a dołem pasma przewodzenia w izolatorze i półprzewodniku”.

- Jest to zakres energii dla ciała stałego, w którym nie mogą istnieć żadne stany elektronowe.

Zakazana Luka

- W ciele stałym zakres energii niż elektron w ciele stałym może mieć pasmo energii, a zakres energii, którego może nie mieć, nazywany jest zakazaną luką.

Pasmo walansowe i pasmo przewodzenia

W ciałach stałych pasmo walencyjne i pasma przewodnictwa to pasma najbliższe poziomowi Fermiego (wielkość termodynamiczna oznaczona przez µ) i określają przewodnictwo elektryczne ciała stałego.

Aby zbudować tranzystor, potrzebujemy dwóch rodzajów półprzewodników, którymi są:

1. Półprzewodnik samoistny

• - Materiały są w czystej postaci
• - Niska przewodność elektryczna
• - Liczba wolnych elektronów w paśmie przewodnictwa = liczba otworów w paśmie falbany
• - Na przewodność elektryczną ma wpływ temperatura.

2. Zewnętrzny półprzewodnik

Zewnętrzne półprzewodniki dzielą się na dwa dalsze typy

• typ n
• typ p

• - Zanieczyszczony materiał domieszkowany domieszkami typu p i n
• - Liczba dziur i elektronów nie jest równa
• - Wysoka przewodność elektryczna
• - Zanieczyszczenia takie jak Sb, P, ln, Bi są domieszkowane atomami krzemu i germanu.

Bezpośredni i pośredni pasmo zabronione

W elektronice półprzewodnikowej pasmo zabronione półprzewodnika można podzielić na następujące podstawowe formy:

• Bezpośredni odstęp
• Pośredni pasmo zabronione.

W zależności od struktur pasmowych substancje mają bezpośredni lub pośredni pasmo zabronione.

• Bezpośrednia przerwa energetyczna występuje, gdy pęd poziomu niskoenergetycznego z regionu przewodzącego i wysokiego poziomu energii z regionu walencyjnego jest podobny.
• Pośrednia przerwa energetyczna występuje, gdy pęd niskiego poziomu energii z regionu przewodzącego i wysokiego poziomu energii z regionu walencyjnego nie są podobne.
• Gdy elektron ma wystarczającą energię, może dotrzeć do pasma przewodzącego. W tym procesie emitowane są fotony.  
• W przypadku materiału z pośrednią przerwą wzbronioną, zarówno foton, jak i fonon zostały uwzględnione w przejściu od góry górnego pasma walencyjnego do dolnego pasma przewodnictwa.

Stan energii maksymalnej w paśmie walencyjnym i stan energii minimalnej w paśmie przewodnictwa rozróżnia się na podstawie wektora k stref Brillouina lub określonego pędu kryształu. W przypadku, gdy k-wektory są różne, substancja ma „pośrednią przerwę”. Pasmo wzbronione jest znane jako bezpośrednie, jeśli ruch kryształu dziur i elektronów jest równy w pasmach przewodnictwa i walencyjnych; na e^- może wyemitować foton. W szczelinie „pośredniej” nie można wyemitować fotonu, ponieważ elektron musi przejść przez szczelinę pośrednią i przenieść pęd do sieci krystalicznej.

Co to jest materiał półmetaliczny?

W przypadku niektórych substancji z bezpośrednią przerwą wartość różnicy jest ujemna. Takie substancje nazywane są półmetalami.

Efekt Mchu-Bursteina

Efekt Mossa-Bursteina lub przesunięcie Bursteina-Mossa jest cudownym dzieckiem, w którym może wzrosnąć pasmo zabronione półprzewodnika.

• Jest to widoczne w przypadku zdegenerowanej dystrybucji elektronów lub w niektórych wariantach półprzewodników.  
• Zgodnie z przesunięciem Mossa-Bursteina, różnica pasm wynosi

Pozorna przerwa pasmowa = rzeczywista przerwa pasmowa + przesunięcie Moss-Burstein

W pozornie domieszkowanym półprzewodniku poziom Fermiego znajduje się między pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa.

Na przykład w półprzewodniku typu n, wraz ze wzrostem stężenia domieszkowania, elektrony gromadzą się w obszarach przewodzenia, co zmusza poziom Fermiego do wyższej etykiety energetycznej.

Poziom Fermiego znajduje się w paśmie przewodnictwa dla zdegenerowanej ilości domieszki. Zasada wykluczenia Pauliego zabrania wzbudzania tych wcześniej okupowanych stanów. Zatem najwyraźniej zaobserwowano wzrost s w pasmie wzbronionym.

Aby dowiedzieć się więcej o elektronika kliknij tutaj

Soumali Bhattacharya

Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.

Połączmy się poprzez LinkedIn –