Законы теплового излучения Фотоэффект Квантовый гармонический осциллятор Операторы энергий Ядерная  модель атома Спин  электрона Квантовые  генераторы Бозоны  и фермионы Зонная  теория твёрдых тел Электропроводимость  металлов


Курс лекций по физике

Конденсаторы  переменной ёмкости

Распределение заряда в области р-п-перехода аналогична схеме распределения заряда в плоском конденсаторе. Роль расстояния между пластинами играет толщина запорного слоя.

Ёмкость такого конденсатора переменной ёмкости (варикапа) изменяется в широких пределах под воздействием внешнего напряжения.

Светоиспускающие  диоды

На границе раздела областей дырки, поступающие из р-области, рекомбинируют с электронами, поступающими из п-области. При этом происходит переход электрона из зоны проводимости в валентную зону, что сопровождается испусканием кванта электромагнитного излучения. Частота излучения (от инфракрасного до ультрафиолетового) зависит от подбора ширины зон в полупроводнике. Разрешающая способность оптических приборов Используя даже идеальную оптическую систему (такую, для которой отсутствуют дефекты и аберрации), невозможно получить стигматическое изображение точечного источника, что объясняется волновой природой света. Изображение любой светящейся точки в монохроматическом свете представляет собой дифракционную картину, т. е. точечный источник отображается в виде центрального светлого пятна, окруженного чередующимися темными и светлыми кольцами.

Светоиспускающие диоды имеют КПД на порядок выше, чем у ламп накаливания ( ~80%) и очень большой ресурс, так как не содержат нитей накаливания в обычных лампах накаливания, катодов в газоразрядных лампах.

Лазерные светоиспускающие диоды

В таких диодах необходимо создать инверсную заселённость (много электронов в возбуждённом состоянии и мало в основном). Для этого в качестве материалов р-п-перехода используют вырожденные полупроводники, в которых обеспечивается очень высокая концентрация основных носителей. В таких полупроводниках можно обеспечивать условие инверсной заселённости (много электронов (N2el) в возбуждённом состоянии и мало в основном состоянии (N1el)) в области р-п-перехода.

В качестве зеркал лазерного резонатора используют отполированные торцы самого полупроводникового кристалла. Одно из них делают частично прозрачным (нижнее на рисунке) для выхода излучения из резонатора.

Лазерные диоды – миниатюрны, экономичны, обеспечивают достаточно сильный световой поток. Их используют в оптических устройствах записи и чтения информации, лазерных принтерах, системах передачи информации по световолоконным кабелям и т.д.

Источники тока на р-п-переходе

Полупроводниковые  солнечные элементы.

Поглощённый в области р-п-перехода квант электромагнитного  излучения создаёт пару электрон-дырка. Электрическое поле перемещает электрон в п-область, а дырку в р-область.

При постоянном облучении р-п-перехода потоком фотонов в р-области накапливаются дырки, а в п-области накапливаются электроны и в цепи через нагрузку начинает течь ток.

Технически полупроводниковые солнечные элементы обычно получают в виде пластины полупроводника р-типа, на которую нанесён тонкий прозрачный слой металла, который можно считать аналогом полупроводника  п-типа. Затем на слой металла наносят прозрачное защитное покрытие. Один элемент обычно обеспечивает напряжение порядка долей вольта и ток в несколько миллиампер. Для обеспечения необходимой мощности элементы соединяют последовательно и параллельно в батарею большой площади.


Собственная и примесная  проводимость полупроводников