Summary
Samenvatting Elektronische systemen (ELSY): 1Ba IIW Uhasselt
- Course
- Institution
Samenvatting van 48 pagina's voor het vak Elektronische Systemen aan de UHasselt
[Show more]
Seller
Follow
tb1203
Content preview
H1: DIODEISOLATOR, GELEIDER EN HALFGELEIDER
Elk elektron heeft een bepaalde energie afhankelijk
van de schil ( n↑, E↑ )
Dispercieprincipe van Pauli: er kunnen nooit 2 elektronen met dezelfde energie aanwezig zijn in een systeem
—> valentieschillen van meerdere atomen gaan moeten verschuiven t.o.v. elkaar
—> heel veel atomen —> ontstaan VALENTIEBAND
Valentieband = alle energieniveaus van al de atomen die
opgevuld zijn met valentie-elektronen
Door een elektron extra energie te geven (spanning, warmte) kan die overgaan de GELEIDINGSBAND
( = volgende lege elektronenschil)
1. GELEIDERS
• 1 valentie-elektron
• Overlap tussen banden (geleidend)
• Elektronen hebben geen extra energie om over te
gaan van de valentieband naar de geleidingsband
• Al, Cu (metalen)
• Goed transport van ladingen
2. HALFGELEIDERS
• 4 valentie-elektronen
• Kleine bandgap (beetje geleidend)
• Extra energie geven aan elektronen (warmte, spanning)
zodat overgang naar geleidingsband
• Si, Ge
• Controle over het transport van ladingsdragers
3. ISOLATORS
• Grote bandgap (niet geleidend)
• onmogelijk om over te gaan naar geleidingsband
• SiO2, Si3N4
• ladingen scheiden
Fermi-niveau = energie-niveau waaronder alle elektronen zitten bij 0K (elektronen zitten allemaal stil)
• valentieband vol
• geleidingsband leeg
,HALFGELEIDERS
• enkelvoudige elementen: Ge, Si en C (diamant) —> zinkblende kristalstructuur
—> geen licht
• compound halfgeleider: GaAs, AlAs, InP, InSb…
combinaties van groep ||| en groep V (gemiddeld 4 valentie-elektronen)
—> licht
METALLISCHE binding COVALENTE binding
• Geleiders • Halfgeleiders
• Ladingsdragers = elektronen • valentie-elektronen gemeenschappelijk —>
vorming rooster
GELEIDING IN EEN KRISTALROOSTER
• wanneer een e- overgaat naar de geleidingsband ontstaat er een gat (= pos.)
• elektron (= neg.)
2 ladingsdragers
Elektronen en gaten bewegen in tegengestelde richting
recombinatie = het terugvallen van een e-
bewegen van ladingen = geleiden
—> geleiding beperkt —> meeste e- blijven liever op valentieband (= minder energie)
• Geleiding van het materiaal beïnvloeden —> doteren van halfgeleiders
,DOTEREN VAN HALFGELEIDERS
Doteren = inbrengen van onzuiverheden om bv. het Silicium-kristal geleidend te maken
• Ofwel extra elektronen toevoegen
• Ofwel extra gaten toevoegen
• bindingen met groep V • bindingen met groep |||
• 1 valentie-elektron te veel dat vrij • 1 valentie-elektron te weinig dat
gaat bewegen door rooster bezet kan worden
Extra vrije elektronen (neg.) Extra vrije gaten (pos.)
1. INTRINSIEK SILICIUM
= zuiver Silicium
4 valentie-elektronen gebonden aan 4 nabijgelegen atomen door een covalente binding
—> bij genoeg kinetische energie kan binding breken —> vrije elektronen —> bij kamertemperatuur
ongeveer 1 vrij elektron per 5.1010 Si-atomen
(vrije elektronen = intrinsieke ladingsdragers)
2. N-TYPE SILICIUM
= onzuiverheid uit groep V dat 5 valentie-elektronen bezit —> vrij elektron
= elektrisch neutraal ondanks extra ladingsdragers
= meer elektronen dan gaten
Onzuiverheden met 5 valentie-elektronen = donoratomen
3. P-TYPE SILICIUM
= onzuiverheid uit groep ||| dat 3 valentie-elektronen bezit —> gat
= elektrisch neutraal
= meer gaten dan elektronen
Onzuiverheden met 3 valentie-elektronen = acceptor-atomen
, INVLOED OP GELEIDENDE EIGENSCHAPPEN
• Extra elektron beweegt door rooster • Energieniveau gat ≅ energieniveau valentie-elektronen
• Tekening: • Tekening:
- elektronen onder geleidingsband - gaten net boven valentieband
- Fermi-level tussen band en elektronen - Fermi-level tussen band en gaten
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller tb1203. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.43. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
48756 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 15 years now