Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
взаимодействующих р-"-перехода (р-п-р-"-структура), рассматривается в гл.
4. Тиристоры обладают широким диапазоном уровня переключаемых мощностей.
В зависимости от назначения они могут выдерживать токи от нескольких
миллиампер до тысячи ампер и напряжения свыше 5000 В.
Часть III (гл. 5-8) посвящена униполярным приборам, работу которых
определяют главным образом носители одного типа (основные). Описанный в
гл. 5 контакт металл-полупроводник в значительной мере подобен резкому
асимметричному р-п-переходу, однако, как и все приборы на основных
носителях, он обладает существенно более высоким быстродействием. Кроме
того, контакты между металлом и .сильнолегированным полупроводником
широко используются в различных приборах в качестве
Введение
9
омического контакта. В гл. 6 рассмотрены родственные по принципу действия
полевые транзисторы с р-"-переходом в качестве затвора и полевые
транзисторы, в которых роль затвора играет контакт металл-полупроводник
(МП-транзисторы). В каждом из них электрическое поле затвора контролирует
величину тока, протекающего вдоль перехода затвора. Вопросы физики
поверхности и приборы со структурой металл-окисел-полупроводник (МОП-
структуры) обсуждаются в гл. 7 и 8. Отметим, что свойства поверхностных
состояний важны не только для рабочих характеристик приборов этого
класса, но определяют надежность и стабильность работы остальных типов
полупроводниковых приборов. В гл. 7 рассмотрен сравнительно новый тип
полупроводниковых приборов - приборы с зарядовой связью (ПЗС). Они
представляют собой совокупность близко расположенных МОП-конденсаторов и
находят широкое применение для обработки сигналов и в качестве приемников
изображения. В гл. 8 описаны полевые транзисторы металл-окисел-
полупроводник (МОП-транзисторы), представляющие собой важнейший элемент
современных сверхбольших интегральных схем (СБИС). МОП-транзи-сторы
широко используются в современных микропроцессорах и полупроводниковых
запоминающих устройствах, содержащих тысячи отдельных элементов в одном
кристалле.
Часть IV (гл. 9-11) посвящена важнейшим полупроводниковым СВЧ-приборам. В
гл. 9 изложены свойства туннельных диодов, представляющих собой
сильнолегированные р-"-переходы, в которых величина электрического поля
достаточна для квантовомеханического межзонного туннелирования. В
условиях лавинного пробоя р-"-перехода или контакта металл-полупроводник
генерируется СВЧ-излучение. Рабочие характеристики таких лавинно-
пролетных диодов (ЛПД) и некоторых родственных приборов приведены в гл.
10. СВЧ-излучение может генерироваться также при междолинных переходах
электронов из нижней долины зоны проводимости с высокой подвижностью в
расположенную при более высокой энергии долину с низкой подвижностью.
Приборы этого типа описаны в гл. 11.
Часть V (гл. 12-14) посвящена оптоэлектронным приборам, которые
детектируют, излучают и преобразуют энергию светового излучения в
электрическую и наоборот. Светодиоды и полупроводниковые лазеры
рассмотрены в гл. 12. Те и другие в настоящее время широко используются в
качестве излучателей в современных волоконно-оптических линиях связи.
Различные типы полупроводниковых фотодетекторов с высокой квантовой
эффективностью и быстродействием описаны в гл. 13. Мировой энергетический
кризис стимулировал поиск и разработку альтернативных источников энергии.
Считается, что одним из главных направлений в этой области является
развитие полупроводнико-
10
Введение
вых солнечных батарей, обеспечивающих непосредственное преобразование
солнечной энергии в электрическую с достаточно высокой эффективностью.
Полупроводниковые солнечные батареи различных типов и их рабочие
характеристики рассмотрены в гл. 14.
Поговорим о принятых в книге обозначениях. Для простоты некоторые символы
мы используем несколько раз, т. е. для обозначения различных понятий в
различных приборах. Так, например, символом а мы обозначаем коэффициент
усиления по току биполярного транзистора в схеме с общей базой,
коэффициент оптического поглощения в фотодетекторах и коэффициент ударной
ионизации в лавинно-пролетных диодах. В противном случае нам понадобилось
бы для обозначений использовать более сложные (и менее употребительные)
символы, что, как нам кажется, менее удобно. Тем не менее на протяжении
отдельных глав каждый используемый символ имеет единственное значение,
которое сразу же определяется. Большая часть использованных символов
имеет одинаковое или близкое значение на протяжении всей книги. Для
удобства они приведены в приложении А.
В настоящее время электроника вообще и полупроводниковые приборы в
частности развиваются настолько быстро, что сегодняшние представления
завтра уже могут оказаться устаревшими. Поэтому тем более важно ясно
понимать фундаментальные физические процессы в полупроводниковых
приборах^ Это служит физической и математической основой, позволяющей
специалисту самостоятельно усваивать новые идеи и методы, возникающие в
