Полупроводниковый прибор 7 букв: Полупроводниковый прибор 7 букв

полупроводниковые приборы Полупроводниковые приборы презентация

Стремительное развитие и расширение областей применения электронных устройств обусловлено совершенствованием элементной базы, основу которой составляют полупроводниковые приборы Полупроводниковые материалы по своему удельному сопротивлению (ρ=10-6 ÷ 1010 Ом м) занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Стремительное развитие и расширение областей применения электронных устройств обусловлено совершенствованием элементной базы, основу которой составляют полупроводниковые приборы Полупроводниковые материалы по своему удельному сопротивлению (ρ=10-6 ÷ 1010 Ом м) занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками.

Для изготовления электронных приборов используют твердые полупроводники, имеющие кристаллическое строение. Для изготовления электронных приборов используют твердые полупроводники, имеющие кристаллическое строение. Полупроводниковыми приборами называются приборы, действие которых основано на использовании свойств полупроводниковых материалов.

Полупроводниковые диоды Это полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом и двумя выводами, работа которого основана на свойствах p-n — перехода. Основным свойством p-n – перехода является односторонняя проводимость – ток протекает только в одну сторону. Условно-графическое обозначение (УГО) диода имеет форму стрелки, которая и указывает направление протекания тока через прибор. Конструктивно диод состоит из p-n-перехода, заключенного в корпус (за исключением микромодульных бескорпусных) и двух выводов: от p-области – анод, от n-области – катод. Т.е. диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток только в одном направлении – от анода к катоду. Зависимость тока через прибор от приложенного напряжения называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ) прибора I=f(U).

Транзисторы Транзистор — это полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов, а также коммутации электрических цепей. Отличительной особенностью транзистора является способность усиливать напряжение и ток — действующие на входе транзистора напряжения и токи приводят к появлению на его выходе напряжений и токов значительно большей величины.

Свое название транзистор получил от сокращения двух английских слов tran(sfer) (re)sistor — управляемый резистор. Транзистор позволяет регулировать ток в цепи от нуля до максимального значения.

Классификация транзисторов: Классификация транзисторов: — по принципу действия: полевые (униполярные), биполярные, комбинированные. — по значению рассеиваемой мощности: малой, средней и большой. — по значению предельной частоты: низко-, средне-, высоко- и сверхвысокочастотные. — по значению рабочего напряжения: низко- и высоковольтные. — по функциональному назначению: универсальные, усилительные, ключевые и др. — по конструктивному исполнению: бескорпусные и в корпусном исполнении, с жесткими и гибкими выводами.

В зависимости от выполняемых функций транзисторы могут работать в трех режимах: В зависимости от выполняемых функций транзисторы могут работать в трех режимах: 1) Активный режим — используется для усиления электрических сигналов в аналоговых устройствах. Сопротивление транзистора изменяется от нуля до максимального значения — говорят транзистор «приоткрывается» или «подзакрывается». 2) Режим насыщения — сопротивление транзистора стремится к нулю. При этом транзистор эквивалентен замкнутому контакту реле. 3) Режим отсечки — транзистор закрыт и обладает высоким сопротивлением, т.е. он эквивалентен разомкнутому контакту реле. Режимы насыщения и отсечки используются в цифровых, импульсных и коммутационных схемах.

Индикатор Электрóнный индикáтор — это электронное показывающее устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами. Электронные индикаторы устанавливается в различное бытовое и промышленное оборудование для информирования человека об уровне или значении различных параметров, например, напряжения, тока, температуры, заряде батареи и т.д. Часто электронным индикатором ошибочно называют механический индикатор с электронной шкалой.

Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету «Физика»

Наши готовые презентации по физике делают сложные темы урока простыми,интересными и легкоусвояемыми. Большинство опытов, изучаемых на уроках физики, невозможно провести в обычных школьных условиях, показать такие опыты можно с помощью презентаций по физике.В данном разделе сайта Вы можете скачать готовые презентации по физике для 7,8,9,10,11 класса, а также презентации-лекции и презентации-семинары по физике для студентов.

Стремительное развитие и расширение областей применения электронных устройств обусловлено совершенствованием элементной базы, основу которой составляют полупроводниковые приборы Полупроводниковые материалы по своему удельному сопротивлению (ρ=10-6 ÷ 1010 Омм) занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками.Полупроводниковые материалы

Полупроводниковые диоды Это полупроводниковый прибор с одним p-n- переходом и двумя выводами, работа которого основана на свойствах p-n — перехода. Основным свойством p-n – перехода является односторонняя проводимость – ток протекает только в одну сторону. Условно — графическое обозначение (УГО) диода имеет форму стрелки, которая и указывает направление протекания тока через прибор. Конструктивно диод состоит из p-n- перехода, заключенного в корпус (за исключением микромодульных бескорпусных) и двух выводов: от p- области – анод, от n- области – катод. Т. е. диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток только в одном направлении – от анода к катоду. Зависимость тока через прибор от приложенного напряжения называется вольт — амперной характеристикой (ВАХ) прибора I=f(U).

Транзисторы Транзистор — это полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов, а также коммутации электрических цепей. Отличительной особенностью транзистора является способность усиливать напряжение и ток — действующие на входе транзистора напряжения и токи приводят к появлению на его выходе напряжений и токов значительно большей величины. Свое название транзистор получил от сокращения двух английских слов tran(sfer) (re)sistor — управляемый резистор. Транзистор позволяет регулировать ток в цепи от нуля до максимального значения.

Классификация транзисторов: — по принципу действия: полевые (униполярные), биполярные, комбинированные. — по значению рассеиваемой мощности: малой, средней и большой. — по значению предельной частоты: низко -, средне -, высоко — и сверхвысокочастотные. — по значению рабочего напряжения: низко — и высоковольтные. — по функциональному назначению: универсальные, усилительные, ключевые и др. — по конструктивному исполнению: бескорпусные и в корпусном исполнении, с жесткими и гибкими выводами.

В зависимости от выполняемых функций транзисторы могут работать в трех режимах: 1) Активный режим — используется для усиления электрических сигналов в аналоговых устройствах. Сопротивление транзистора изменяется от нуля до максимального значения — говорят транзистор « приоткрывается » или « под закрывается ». 2) Режим насыщения — сопротивление транзистора стремится к нулю. При этом транзистор эквивалентен замкнутому контакту реле. 3) Режим отсечки — транзистор закрыт и обладает высоким сопротивлением, т.

е. он эквивалентен разомкнутому контакту реле. Режимы насыщения и отсечки используются в цифровых, импульсных и коммутационных схемах.

Индикатор Электр ó нный индик á тор это электронное показывающее устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами. Электронные индикаторы устанавливается в различное бытовое и промышленное оборудование для информирования человека об уровне или значении различных параметров, например, напряжения, тока, температуры, заряде батареи и т. д. Часто электронным индикатором ошибочно называют механический индикатор с электронной шкалой. электронное показывающее устройство механический индикатор

Интегральные датчики температуры на БТ 2 Большинство полупроводниковых датчиков температуры используют соотношение между напряжением база-эмиттер и током коллектора. Базовая схема измерения температуры Схемы ячеек датчиков температуры Ячейка Брокау Ячейка токового датчика температуры

Интегральные датчики температуры на БТ 3 Датчики температуры с токовым выходом TO-92Корпус от -25 до 105T A,°C 0,298I CC,мА от 4 до 30V CC,В Различные схемы включения токовых ДТ для определения: а среднего значения температуры в трех точках пространства, б точки с минимальной температурой из трех контролируемых, в разности температур в двух точках

Интегральные датчики температуры на БТ 4 Датчики температуры с выходом по напряжению Vcc, В2, Чувствительность, мВ/ С 10 Рабочий диапазон температур, С AD AD Vcc, В Чувствительность, мВ/ С 10 Рабочий диапазон температур, С Icc, мА0,12 LM45 LM135/235/335 Vcc, В2, Чувствительность, мВ/ К 10 Рабочий диапазон температур, С LM LM LM Простейшие схемы применения для измерения: а – минимальной из трех температур, б – среднего значения температуры для трех точек, в – разности температур Типовые схемы включения: а – без калибровки, б – с калибровкой

Интегральные датчики температуры на БТ 5 Схемы простого термостата Логометрический ДТ: а – структурная схема, б – схема преобразования температуры в код, не зависящий от напряжения питания Логометрические ДТ Системы измерения называются логометрическими, если конечный результат преобразования не зависит от температуры. Выходной сигнал логометрических датчиков зависит от напряжения питания. Vcc, В2,7…3,6 Чувствительность, мВ/ С 28 Рабочий диапазон температур, С Icc, мА0,5 КорпусSOIC-8, TO92 Удобно сопрягать датчик с 12-разрядным АЦП AD7896, который использует питающее напряжение в качестве опорного

Датчики температуры с цифровым выходом 6 Микросхемы MAX6576/MAX6577 это дешёвые, слаботочные температурные датчики с однопроводным выходом. Микросхема MAX6576 преобразует окружающую температуру в меандр с периодом пропорциональным абсолютной температуре (°K). Микросхема MAX6577 преобразует окружающую температуру в меандр с частотой пропорциональной абсолютной температуре. Микросхема MAX6576 обеспечивает точность ±3°C при +25°C, ±4.5°C при +85°C и ±5°C при +125°C. Микросхема MAX6577 обеспечивает точность ±3°C при +25°C, ±3.5°C при +85°C и ±4.5°C при +125°C. Наименование Интерфейс Точность (±°C) Диапазон питающего напряжения (В)Рабочий диапазон (°C)Корпус MAX6576 MAX6577 период — темп. частота — темп.

3 от 2.7 до 5.5 от –40 до /SOT2 3 Оба устройства отличаются однопроводным выходом, который минимизирует число выводов, необходимых для взаимодействия с микропроцессором. Диапазон периода/частоты выходного меандра может быть выбран подключением двух выводов выбора времени (TS0, TS1) к VDD (питание) или GND (общий). Микросхемы MAX6576/MAX6577 выпускаются в компактных 6-контактных SOT23 корпусах.

Датчики температуры с ШИМ 7 TMP03/TMP04 — полупроводниковая ИС, длительность прямоугольного сигнала на выходе которой прямо пропорциональна ее температуре. Встроенный преобразователь температуры вырабатывает прямопропорциональное температуре напряжение, которое сравнивается с опорным напряжением, и результат сравнения подается на цифровой модулятор. Масштабный формат кодирования выходного последовательного цифрового сигнала позволяет избежать ошибок, возникающих в других устройствах ввиду нестабильности частоты синхросигнала. Приборы имеют типовую погрешность измерения ±1.5°C в диапазоне от -25°C до +100°C и превосходную линейность характеристики преобразования. Цифровой выход TMP04 является ТТЛ/КМОП совместимым, что позволяет подключать его к большинству микроконтроллеров напрямую. Выход с открытым коллектором прибора TMP03 имеет максимальный втекающий ток 5 мА. TMP03 и TMP04 имеют рабочий диапазон напряжения питания от 4.5 до 7 В. Работая от 5 В источника питания при ненагруженном выходе приборы потребляют менее 1.3 мА. TMP03/TMP04 определены для работы в температурном диапазоне от -40°C до +100°C и выпускаются в ТО-92, SO-8 и TSSOP-8 корпусах. С пониженной точностью приборы способны измерять температуру до 150°C. Формат выходного сигнала ДТ

Датчики температуры с последовательным цифровым интерфейсом 8 Эта микросхема помимо температурного датчика на основе биполярного транзистора включает также сигма- дельта АЦП, интерфейс которого совместим с интерфейсами SPI и MICROWIRE. Тринадцатиразрядный АЦП обес­печивает разрешение °С в диапазоне температур от -55 до +150°С. Датчик допускает перевод в режим молчания с пониженным энергопотреблением (shutdown mode), при котором потребляемый ток уменьшается до 10 мкА. Датчик изготавливается в корпусе SO-8 и в миниатюрном 5-выводном micro SMD-кopпyсe. Датчики температуры AD7816/17/18 Датчики температуры DS18B20

Температурные компараторы 9 Прибор имеет выход с открытым коллектором, который переключается при достижении температурой заданного пользователем значения. ADT05 имеет гистерезис, равный приблизительно 4°С, что обеспечивает быстрый цикл включения/выключения. ADT05 разработан для работы с однополярным напряжением питания от + 2,7 до +7,0 В, что облегчает их применение как в батарейных устройствах, так и в индустриальных контрольных системах. Номинал резистора, задающего температуру срабатывания, определяется выражением: R SET = 39 МОМ°С/(T SET (°C) + 281,6°C) — 90,3 к Ом. ТМР01 – двухканальный контролер, который также вырабатывает выходное напряжение, пропорциональное абсолютной температуре (выход 5). Помимо этого он вырабатывает сигналы управления на одном или обоих выходах, когда температура оказывается за пределами заданного температурного диапазона. Верхняя и нижняя границы диапазона и гистерезис компараторов каждого из этих каналов задаются внешними сопротивлениями.

Введение При использовании полупроводниковых приборов в электронных устройствах для унификации их обозначения и стандартизации параметров используются системы условных обозначений. Эта система классифицирует полупроводниковые приборы по их назначению, основным физическим и электрическим параметрам, конструктивно- технологическим свойствам, виду полупроводниковых материалов. Система условных обозначений отечественных полупроводниковых приборов базируется на государственных и отраслевых стандартах. Первый ГОСТ на систему обозначений полупроводниковых приборов ГОСТ был введен в 1964 году. Затем по мере возникновения новых классификационных групп приборов был изменен на ГОСТ, а затем на отраслевой стандарт ОСТ и ОСТ соответственно в 1972, 1977, 1981 годах. При этой модификации основные элементы цифробуквенного кода системы условных обозначений сохранились. Эта система обозначений логически строена и позволяет наращивать по мере дальнейшего развития элементной базы. Основные термины, определения и буквенные обозначения основных и справочных параметров полупроводниковых приборов приведены в следующих гостах: – Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров; – Транзисторы полевые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров; – Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров; – Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров.

Условные обозначения и классификация отечественных полупроводниковых приборов Система обозначений современных полупроводниковых диодов, тиристоров и оптоэлектронных приборов установлена отраслевым стандартом ОСТ и базируется на ряде классификационных признаков этих приборов. В основу системы обозначений положен буквенно- цифровой код, который состоит из 5 элементов…

Первый элемент Первый элемент (буква или цифра) обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого создан полупроводниковый прибор. Для приборов общегражданского применения используются буквы, являющиеся начальными буквами в названии полупроводника или полупроводникового соединения. Для приборов специального применения вместо этих букв используются цифры. Исходный материал Условные обозначения Германий или его соединения Г или 1 Кремний или его соединения К или 2 Соединения галлия (например, арсенид галлия) А или 3 Соединения индия (например, фосфид индия) И или 4

Второй элемент- подкласс полупроводниковых приборов. Обычно буква выбирается из названия прибора, как первая буква названия Подкласс приборов Условные обозначения Подкласс приборов Условные обозначения Выпрямительные, универсальные, импульсные диоды Д Стабилитроны С Транзисторы биполярные Т Выпрямительные столбы Ц Транзисторы полевые П Диоды Ганна Б Варикапы В Стабилизаторы тока К Тиристоры диодные Н Сверхвысокочастотные диоды А Тиристоры триодные У Излучающие ОЭ приборы Л Туннельные диоды И Оптопары О

Третий элемент. Третий элемент (цифра) в обозначении полупроводниковых приборов, определяет основные функциональные возможности прибора. У различных подклассов приборов наиболее характерные эксплутационные параметры (функциональные возможности) различны. Для транзисторов – это рабочая частота и рассеиваемая мощность, для выпрямительных диодов — максимальное значение прямого тока, для стабилитронов – напряжение стабилизации и рассеиваемая мощность, для тиристоров – значение тока в открытом состоянии.

Пятый элемент. Пятый элемент (буква) в буквенно-цифровом коде системы условных обозначений указывает разбраковку по отдельным параметрам приборов, изготовленных в единой технологии. Для обозначения используются заглавные буквы русского алфавита от А до Я, кроме З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Я, схожих по написанию с цифрами.

Условные обозначения и классификация зарубежных полупроводниковых приборов За рубежом существуют различные системы обозначений полупроводниковых приборов. Наиболее распространенной является система обозначений JEDEC, принятая объединенным техническим советом по электронным приборам США. По этой системе приборы обозначаются индексом (кодом, маркировкой), в котором первая цифра соответствует числу p-n переходов: 1 – диод, 2 – транзистор, 3 – тетрод (тиристор). За цифрой следует буква N и серийный номер, который регистрируется ассоциацией предприятий электронной промышленности (EIA). За номером могут стоять одна или несколько букв, указывающих на разбивку приборов одного типа на типономиналы по различным параметрам или характеристикам. Однако цифры серийного номера не определяют тип исходного материала, частотный диапазон, мощность рассеяния или область применения. В Европе используется система, по которой обозначения полупроводниковым приборам присваиваются организацией Association International Pro Electron. По этой системе приборы для бытовой аппаратуры широкого применения обозначаются двумя буквами и тремя цифрами. Так, у приборов широкого применения после двух букв стоит трехзначный порядковый номер от 100 до 999. У приборов, применяемых в промышленной и специальной аппаратуре, третий знак – буква (буквы используются в обратном алфавитном порядке: Z, Y, X и т. д.), за которой следует порядковый номер от 10 до 99.

Первый элемент. Первый элемент (буква) обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого создан полупроводниковый прибор. Используются 4 латинские буквы A, B, C и D, в соответствии с видом полупроводника или полупроводникового соединения. Исходный материал Ширина запрещенной зоны, эВ Условные обозначения Германий0,6…1 А Кремний1…1,3 В Арсенид галлияболее 1,3 С Антимонид индияменее 1,6 D

Второй элемент (буква) обозначает подкласс полупроводниковых приборов. Третий элемент (цифра или буква) обозначает в буквенно- цифровом коде полупроводниковые приборы, предназначенные для аппаратуры общегражданского применения (цифра) или для аппаратуры специального применения (буква). В качестве буквы в последнем случае используются заглавные латинские буквы, расходуемые в обратном порядке Z, Y, X и т.п. Четвертый элемент (2 цифры) означает порядковый номер технологической разработки и изменяется от 01 до 99. Например, ВТХ это кремниевый управляемый выпрямитель (тиристор) специального назначения с регистрационным номером 10 и напряжением 200 В.

Стандарт JIS-C-7012 Система стандартных обозначений, разработанная в Японии (стандарт JIS-C- 7012, принятый ассоциацией EIAJ-Electronic Industries Association of Japan) позволяет определить класс полупроводникового прибора (диод или транзистор), его назначение, тип проводимости полупроводника. Вид полупроводникового материала в японской системе не отражается. Условное обозначение полупроводниковых приборов по стандарту JIS-C-7012 состоит из пяти элементов. Первый элемент. Первый элемент (цифра) обозначает тип полупроводникового прибора. Используются 3 цифры (0, 1, 2 и 3) в соответствии с типом прибора. Второй элемент. Второй элемент обозначается буквой S и указывает на то, что данный прибор является полупроводниковым. Буква S используется как начальная буква от слова Semiconductor. Третий элемент. Третий элемент (буква) обозначает подкласс полупроводниковых приборов. Ниже в таблице приведены буквы, используемые для обозначения подклассов Четвертый элемент. Четвертый элемент обозначает регистрационный номер технологической разработки и начинается с числа 11. Пятый элемент. Пятый элемент отражает модификацию разработки (А и В – первая и вторая модификация).

JEDEC Система обозначений JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), принята объединенным техническим советом по электронным приборам США. По этой системе приборы обозначаются индексом (кодом, маркировкой), в котором: Первый элемент. Первый элемент (цифра) обозначает число p-n переходов. Используются 4 цифры (1, 2, 3 и 4) в соответствии с типом прибора: 1 – диод, 2 – транзистор, 3 – тиристор, 4 – оптопара. Второй элемент. Второй элемент состоит из буквы N и серийного номера, который регистрируется ассоциацией предприятий электронной промышленности (EIA). Цифры серийного номера не определяют тип исходного материала, частотный диапазон, мощность рассеяния и область применения. Третий элемент. Третий элемент — одна или несколько букв, указывают на разбивку приборов одного типа на типономиналы по различным характеристикам. Фирма-изготовитель, приборы которой по своим параметрам подобны приборам, зарегестрированным EIA, может представлять свои приборы с обозначением, принятым по системе JEDEC. Пример: 2N2221A, 2N904.

Графические обозначения и стандарты В технической документации и специальной литературе применяются условные графические обозначения полупроводниковых приборов в соответствии с ГОСТ «Обозначения условные, графические в схемах. Приборы полупроводниковые».

Условные обозначения электрических параметров и сравнительные справочные данные полупроводниковых приборов Для полупроводниковых приборов определены и стандартизованы значения основных электрических параметров и предельные эксплутационные характеристики, которые приводятся в справочниках. К таким параметрам относятся: напряжение (например, Uпр – постоянное прямое напряжение диода), ток (например, Iст, max – максимально допустимый ток в стабилизации стабилитрона, мощность (например, Pвых – выходная мощность биполярного транзистора), сопротивление (например, rдиф – дифференциальное сопротивление диода), емкость (например, Cк – емкость коллекторного перехода), время и частота (например, tвос, обр — время обратного восстановления тиристора, диода), температура (например, Tmax — максимальная температура окружающей среды). Число значений основных электрических параметров исчисляется сотнями, причем для каждого подкласса полупроводниковых приборов эти параметры будут различными. В справочных изданиях приводятся значения основных электрических параметров и предельные эксплутационные характеристики полупроводниковых приборов. Ниже в качестве примера приведены эти данные для типичных представителей различных типов приборов.

Примеры обозначения некоторых транзисторов: КТ604А — кремниевый биполярный, средней мощности, низкочастотный, номер разработки 04, группа А 2Т920 — кремниевый биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 37, группа А 2ПС202А-2 — набор маломощных кремниевых полевых транзисторов средней частоты, номер разработки 02, группа А, бескорпусный, с гибкими выводами на кристаллодержателе. 2Д921А — кремниевый импульсный диод с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда менее 1нс, номер разработки 21, группа А 3И203Г — арсенидогаллиевый туннельный генераторный диод, номер разработки 3, группа Г АД103Б — арсенидогаллиевый излучающий диод инфракрасного диапазона, номер разработки 3, группа Б.

Основные ГОСТы: ГОСТ Приборы полупроводниковые. Термины и определения ОСТ, Приборы полупроводниковые. Система условных обозначений. ГОСТ 2, Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые ГОСТ Приборы полупроводниковые. Основные размеры ГОСТ Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров. ГОСТ Транзисторы полевые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров. ГОСТ Приборы полупроводниковые инфракрасные излучающие. Основные размеры. ГОСТ Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров.

Полупроводниковые приборы урок –исследование по физике. 9 класс

Берюмова Ольга Николаевна, учитель физики МОУ СОШ № 22 Курского муниципального района Ставропольского края

Цель: изучения принципа действия и строения полупроводниковых приборов .

•  виды электропроводности;
•  полупроводники их свойства и применение;

• принципы работы полупроводниковых приборов

Полупроводниковые приборы.

• « Полупроводниковые приборы » — это перспективная ветвь развития электротехники.

Диоды

Фотоэлектрические полупроводниковые приборы

Полупроводники

Триоды

Интегральные микросхемы

Транзисторы

Резисторы

Виды проводимости

Примесная

Электронная

Дырчатая

Не основные носители заряда

• созда ётся путём добавления к тщательно очищенному полупроводнику весьма малого количества примеси.

• В пластине полупроводника, на границе между двумя слоями с различного рода электропроводностями, образуется электронно-дырочный переход , называемый также р-п- переходом или запирающим слоем.

Биполярные транзисторы

• Биполярный транзистор можно условно рассматривать как соединение полупроводниковых диодов.
• * Термин «транзистор», образованный путем слияния двух английских слов transfer -передача и resistor — сопротивление, надо понимать как передающее сопротивление. .

• В современных электронных вычислительных машинах количество пассивных (резисторов, конденсаторов) и активных (диодов, транзисторов) элементов достигает миллионов.

• 1 . Средствами электротехники относительно быстро решаются важнейшие технические проблемы в народном хозяйстве.
• 2. Полупроводниковые приборы вытеснили электронные лампы и ионные приборы
• 3. Электрическая проводимость полупроводников с повышение температуры уменьшается.
• 4. Чем лучше очистка полупроводника, тем выше его удельное сопротивление.
• 5. На практике используется исключительно примесная электропроводность полупроводников,
• 6. Размеры диода зависят от допустимой для данного типа диодов плотности тока.
• 7. Чем больше нагревостойкость диода, тем меньше могут быть его габариты при том же КПД

• 8 . В настоящее время широко применяют несколько видов полупроводниковых диодов: селеновые, германиевые, кремниевые, редко из арсенида галлия.

9. Применение электронных устройств приводит к непрерывному усложнению их схем и к увеличению количества используемых в них элементов.

• 10 В современных электронных вычисли­тельных машинах количество пассивных (резисторов, конденсаторов) и активных (диодов, транзисторов) элементов достигает миллионов.
• 11 Разработаны новые принципы создания электронных устройств на базе элементной интеграции.
• 12 Электронные устройства на полупроводниковых интегральных микросхемах могут иметь плотность монтажа до 500 элементов в 1 см 3 .

• 13. Интегральные микросхемы представляют собой усилительные устройства.
• 14. Они обладают большим быстродействием и высокой надежностью (безотказностью в работе). Современные интегральные микро­схемы могут содержать более 1000 элементов.
• 15. Большие интегральные микросхемы рассчитаны на очень небольшую мощность — десятые доли ватта .

Тест по электроматериаловедению по теме: Полупроводники

10. Что обозначает буква Г в маркировке сложного полупроводника АГЧЦ-2 1-19:

а) номер марки

б) легирующие примеси

в) вид материала

г) способ получения

11. Темно-серый кристаллический материал с металлическим блеском, относится к IV группе периодической системы элементов:

а) кремний

б) кристаллический германий

в) кристаллический кремний

г) селен

12. К какому типу полупроводниковых материалов относиться теллурид висмута (Bi₂Te₃):

а) сложный полупроводник типа А^IIIВ^V

б) сложный полупроводник типа А^IIВ^VI

в) сложный полупроводник типа А^IVВ^VI

г) сложный полупроводник типа А₂^VВ₃^VI

Тест по теме: «Полупроводники»

Вариант 7

1. Ведущее место среди материалов занимают полупроводники:

а) кремний, селен, карбид кремния

б) селен, германий, карбид кремния

в) кремний, германий, селен

г) кремний, германий, карбид кремния

2. Собственным полупроводником называют:

а) полупроводник, в котором можно пренебречь влиянием примесей при любой температуре

б) полупроводник, в котором можно пренебречь влиянием молекул при данной температуре

в) полупроводник, в котором можно пренебречь влиянием примесей при данной температуре

г) полупроводник, в котором нельзя пренебречь влиянием примесей при данной температуре

3. Полупроводники в зависимости от степени чистоты делят на:

а) непримесные и примесные

б) собственные и примесные

в) собственные и несобственные

г) собственные и непримесные

4. Проводимость полупроводников при увеличении освещённости:

а) не изменяется

б) увеличивается

в) уменьшается

г) сначала увеличивается, затем увеличивается

5. К какой группе полупроводниковых материалов относятся кремний, теллур, селен, германий?

а) простые полупроводники

б) сложные полупроводники

в) оксидные полупроводники

г) органические полупроводники

6. Полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения:

а) фоторезистор

б) позистор

в) термистор

г) варистор

7. Полупроводниковый прибор, сопротивление которого изменяется при воздействии на него оптического излучения:

а) фоторезистор

б) транзистор

в) конденсатор

г) тиристор

8. Если в четырехвалентный кремний добавить пятивалентный висмут, то такая примесь будет называться:

а) акцепторной

б) примесной

в) собственной

г) донорной

9. Установить соответствие между названием полупроводникового прибора и его определением:

10. Что обозначает цифра 1 в маркировке сложного полупроводника АГЧЦ-2 1-19:

а) номер марки

б) величина концентрации основных носителей заряда

в) вид материала

г) показатель степени десятичного порядка

11. Темно-серое твердое и хрупкое вещество с металлическим блеском, химически довольно инертное, относится к IV группе периодической системы элементов:

а) теллур

б) кристаллический германий

в) кристаллический кремний

г) селен

12. К какому типу полупроводниковых материалов относиться селенид цинка (ZnSe):

а) сложный полупроводник типа А^IIIВ^V

б) сложный полупроводник типа А^IIВ^VI

в) сложный полупроводник типа А^IVВ^VI

г) сложный полупроводник типа А₂^VВ₃^VI

Тест по теме: «Полупроводники»

Вариант 8

1. Для полупроводников характерна зависимость удельного электрического сопротивления от:

а) от изменения температуры

б) от изменения напряжения

в) от введения примесей

г) от всех перечисленных характеристик

2. Основными параметрами полупроводниковых материалов являются:

а) удельная объемная электропроводность, температурный коэффициент линейного расширения, предел упругости

б) ширина запрещенной зоны, концентрация собственных носителей заряда, подвижность носителей заряда при нормальной температуре

в) диэлектрическая проницаемость, удельное сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь

г) магнитная проницаемость, коэрцитивная сила, удельное сопротивление

3. Процесс контролируемого введения в полупроводник необходимых примесей называется?

а) легированием

б) поляризацией

в) адгезией

г) аллотропией

4. Какие из типов сложных полупроводников существуют:

а) А^V В ^V, А ^III В ^II, А^II В^V, А^V В^III, А₃^V В ₅^VI

б) А^IV В ^IV, А ^III В^V, А^II В^VI, А^IV В^VI, А₂^V В₃^VI

в) А^II В ^IV, А ^II В^V, А^VIII В^V, А^V В^VI, А₃^V В ₃^VI

г) А^IV В^V, А ^III В ^IV, А^II В^VI, А^IV В^VI, А₅^V В ₃^V

5. Название терморезистора, сопротивление которого с ростом температуры падает:

а) позистор

б) варистор

в) термистор

г) фоторезистор

6. Полупроводниковый диод, предназначенный для выпрямления переменного тока:

а) туннельный

б) стабилитрон

в) варикап

г) выпрямительный

7. Какие полупроводниковые приборы применяются для получения неизменяющегося напряжения:

а) динисторы

б) стабилитроны

в) варикапы

г) тиристоры

8. Вещества, удельная электрическая проводимость которых меньше, чем у металлов и больше, чем у диэлектриков – это:

а) полупроводники

б) проводники

в) диэлектрики

г) магниты

9. Установить соответствие между понятиями и выполняемой ими операцией:

Б. примесь, снабжающая полупроводник

свободными электронами

Полупроводниковые диоды — Пособие по электротехнике

            Полупроводниковым диодом называется электро преобразовательный полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом, имеющим два вывода.

            Структура полупроводникового диода с электронно-дырочным переходом и его условное графическое обозначение приведены на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема структуры полупроводникового диода (а)

и его графическое обозначение (б)

            Буквами  p  и  n  обозначены слои полупроводника с проводимостями соответственно  p-типа  и  n-типа. В контактирующих слоях полупроводника (область p—n-перехода на рис. 2.2) имеет место диффузия дырок из слоя p в слой n, причиной которой является то, что их концентрация в слое p значительно больше их концентрации в слое n. В итоге в приграничных областях слоя p и слоя n возникает так называемый обедненный слой, в котором мала концентрация подвижных носителей заряда (электронов и дырок). Обедненный слой имеет большое удельное сопротивление.

            Ионы примесей обедненного слоя не компенсированы дырками или электронами. В совокупности ионы образуют некомпенсированные объемные заряды, создающие электрическое поле с напряженностью Е. Это поле препятствует переходу дырок из слоя p в слой n и переходу электронов из слоя n в слой p. Оно создает так называемый дрейфовый поток подвижных носителей заряда, перемещающий дырки из слоя n в слой p и электроны из слоя p в слой n. Таким образом, в зависимости от полярности проходящего через диод тока, проводимость диода существенно изменяется, приводя к изменению величину проходящего тока.

            Основные характеристики полупроводникового диода представляются его вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Вольт-амперная характеристика – это зависимость тока i, протекающего через диод, от напряжения u, приложенного к диоду. Вольт-амперной характеристикой называют и график этой зависимости (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Вольт-амперная характеристика и основные параметры полупроводникового диода

Диоды обычно характеризуются следующими параметрами (рис. 2.3):

1.     обратный ток при некоторой величине обратного напряжения  I_обр, мкА;

2.     падение напряжения на диоде при некотором значении прямого тока через диод U_пр, в;

3.     емкость диода при подаче на него обратного напряжения некоторой величины С, пФ;

4.     диапазон частот, в котором возможна работа без снижения  выпрямленного тока f_гр, кГц;

5.     рабочий диапазон температур.

            Техническими условиями задаются обычно максимальные (или минимальные) значения параметров для диодов каждого типа.

            Так, например, задается максимально возможное значение обратного тока, прямого падения напряжения и емкости диода. Диапазон частот задается минимальным значением граничной частоты  f_гр. Это значит, что параметры всех диодов не превышает (а в случае частоты – не ниже) заданного техническими условиями значения. Общий вид диодов показан на рис 2.4.

Рис. 2.4. Конструкция диодов малой мощности (а) и средней мощности (б)

Полупроводниковое устройство

— Ответы на кроссворды

Кроссворд Полупроводниковое устройство с 10 буквами в последний раз видели 17 сентября 2019 года . Мы думаем, что вероятным ответом на эту подсказку будет ТРАНЗИСТОР . Ниже приведены все возможные ответы на эту подсказку, отсортированные по ее рангу. Вы можете легко улучшить свой поиск, указав количество букв в ответе.

Рейтинг	Слово	Подсказка
95%	ТРАНЗИСТОР	Полупроводниковый прибор
95%	ДИОД	Полупроводниковый прибор
2%	ВАФЕР	Полупроводниковый срез
2%	драм	Полупроводниковый гигант
2%	ДИОДЫ	Полупроводниковые приборы
2%	ВАФЕРЫ	Полупроводниковые пластинки
2%	QUANTUMDOT	Крошечный полупроводник
2%	ИНТЕЛ	Полупроводниковый гигант
2%	NEC	Производитель полупроводников
2%	БОРОН	Естественный полупроводник
2%	LSI	Концентрации полупроводников: сокр.
1%	ГАДЖЕТ	Устройство
1%	МЕХАНИЗМ	Устройство
1%	INTHECHIPS	Успешным производителем полупроводников был ___
1%	EES	Некоторые специалисты по полупроводникам: Сокр.
1%	RUSE	Устройство
1%	УСТРОЙСТВО	Устройство
1%	PLOY	Устройство
1%	ИНСТРУМЕНТ	Устройство
1%	ПЛАН	Устройство

Уточните результаты поиска, указав количество букв. Если определенные буквы уже известны, вы можете указать их в виде шаблона: «CA ????».

Каковы лучшие решения для полупроводникового устройства

?

Мы нашли 2 решения для Semiconductor Device . Лучшие решения определяются по популярности, рейтингам и частоте запросов. Наиболее вероятный ответ на разгадку — ТРАНЗИСТОР .

Сколько решений есть у полупроводникового устройства?

С crossword-solver.io вы найдете 2 решения. Мы используем исторические головоломки, чтобы найти наиболее подходящие ответы на ваш вопрос. Мы добавляем много новых подсказок ежедневно.

Как я могу найти решение для полупроводникового устройства?

С нашей поисковой системой для решения кроссвордов у вас есть доступ к более чем 7 миллионам подсказок. Вы можете сузить круг возможных ответов, указав количество содержащихся в нем букв. Мы нашли более 2 ответов для полупроводниковых устройств.

---

Поделитесь своими мыслями

У вас есть предложения или вы хотите сообщить о пропущенном слове?

Обратная связь

© 2020 Авторские права: кроссворд-решатель.io

ПОЛУПРОВОДНИК — ответы на кроссворды, подсказки, определения, синонимы, другие слова и анаграммы

«ПОЛУПРОВОДНИК» — это фраза из 19 букв, начинающаяся на S и заканчивающаяся на E

Синонимы, кроссворды и другие связанные слова для

ПОЛУПРОВОДНИК Мы надеемся, что следующий список синонимов для слова «полупроводниковое устройство» поможет вам закончите кроссворд сегодня. Мы расположили синонимы в порядке длины, чтобы их было легче найти.

5 буквенных слов

ДИОД

10 буквенных слов

ТРАНЗИСТОР

19 буквенных слов

ПОЛУПРОВОДНИК

Определение полупроводникового устройства

• проводник, сделанный из полупроводникового материала

Solver Спасибо за посещение кроссворда.

Мы перечислили все подсказки из нашей базы данных, которые соответствуют вашему поисковому запросу. Также будет список синонимов для вашего ответа.Синонимы расположены в зависимости от количества символов, чтобы их было легко найти.

Если конкретный ответ вызывает большой интерес на сайте сегодня, он может быть выделен оранжевым цветом.

Если в вашем слове есть анаграммы, они тоже будут перечислены вместе с определением слова, если оно у нас есть.

Надеемся, что сайт окажется для вас полезным.

С уважением, команда разгадывателей кроссвордов

Если у вас есть время, используйте кнопки голосования (зеленые и красные стрелки) в верхней части страницы, чтобы сообщить нам, помогаем ли мы с этой подсказкой.Мы стараемся проверить как можно больше этих голосов, чтобы убедиться, что у нас есть правильные ответы. Если вы хотите предложить новый ответ (или даже совершенно новый ключ к разгадке), воспользуйтесь контактной страницей .

Трехконтактные термоэлектрические устройства с полупроводниковым переходом: повышение производительности

Термоэлектрическое преобразование энергии [1, 2] на протяжении десятилетий стимулировало значительные исследования в области фундаментальных и прикладных задач.Долгое время люди стремились найти хорошие термоэлектрические материалы с высокой эффективностью преобразования тепловой энергии в электрическую. Было установлено, что оптимальный КПД термоэлектрического устройства в режиме линейного отклика составляет [1, 2]

где η _C — КПД Карно. Оптимальный КПД η _opt является возрастающей функцией добротности ZT . Однако он ограничен несколькими конкурирующими транспортными коэффициентами, проводимостью σ , коэффициентом Зеебека S и электронной (фононной) теплопроводностью κ _e ( κ _p ), что составляет высокие значения ZT . трудно достичь [3, 4].Махан и Софо (далее «M – S») [5] предложили анализировать и получать высокие значения ZT , разделив его на два фактора: (A) T σ S ² / κ _e и (B) κ _e / ( κ _e + κ _p ). Признавая, что величины электронного переноса, S и κ _e / σ , связаны со средним значением и дисперсией E — µ (т. е.е. тепло, передаваемое электроном с энергией E , где μ является равновесным значением химического потенциала [6]), по транспортной функции распределения, а именно энергозависимой проводимости σ ( E ), они смогли получить [5]

Для величины (которая является функцией от E ), где f ₀ является равновесной функцией распределения Ферми. Согласно M – S [5], высокие значения ZT могут быть достигнуты (i) путем увеличения коэффициента (A) за счет уменьшения дисперсии E — μ за счет резкой структуры в σ ( E ), вдали от химического потенциала µ , и (ii) за счет уменьшения отношения κ _p / κ _e .Вслед за этим было много предложений по достижению эффективно узких электронных полос, особенно в наноструктурах с резонансами пропускания и где усиленное рассеяние фононов на границах раздела также снижает фононную теплопроводность κ _p [7–10]. Однако узкие электронные диапазоны не обязательно приводят к высоким значениям ZT . В частности, когда κ _e ≪ κ _p , ZT не увеличивается за счет уменьшения дисперсии E — μ , когда он уже ограничен κ _p , или если σ одновременно уменьшается, как утверждается [11], чтобы даже повредить ZT и уменьшить коэффициент мощности σ S ² .Наилучший показатель качества может быть получен только при рассмотрении конкуренции всех этих факторов [11].

Следует знать, что зависящая от энергии проводимость σ ( E ) хорошо определена только для упругих процессов. При прямом обобщении результатов M – S для включения неупругих процессов E в уравнении (2) фактически становится средним, начальной и конечной энергий ( E _i и E _f , соответственно) перенесенного электрона [12]. Нетривиальные аспекты неупругих процессов раскрываются в недавно предложенных «трехполюсных термоэлектрических устройствах» [13–17]. ⁶ Под «тремя терминалами» мы понимаем установку с дополнительным тепловым терминалом, снабжающим бозоны (например, фононы, электронно-дырочные возбуждения), участвующие в неупругих процессах, помимо двух электронных терминалов. В таких устройствах, помимо обычного термоэлектрического эффекта в двух электронных выводах, может возникнуть термоэлектрический эффект из-за передачи энергии между тепловым выводом и электронными выводами.Физически это происходит потому, что обмен энергией между электронной и бозонной системами индуцирует электрический ток или наоборот. Оптимальная эффективность такого трехполюсного термоэлектрического устройства в режиме линейного отклика была обнаружена в [16] как такая же, как и дается уравнением (1), но с заменой ZT на трехполюсный показатель добротности. Оптимизируя эффективность, скажем, холодильника, работающего при одинаковых температурах двух электронных резервуаров, выясняется, что трехконечный показатель качества равен

Среднее значение в уравнении (3) берется относительно проводимости каждого неупругого транспортного канала. В частности, для количества как функции начальной и конечной энергии

с g _in ( E _i , E _f ), являющейся проводимостью неупругого канала с заданной начальной и конечной энергиями, и ω = E _f — E _i — энергия бозона (также равная изменению энергии носителя) в каждом неупругом процессе. Это обобщает результаты работы [16], в которой рассматривался только один неупругий транспортный канал.В уравнении (3) G _el ( G _в ) — это полная упругая (неупругая) проводимость, K _pp — это чисто бозонная теплопроводность между тепловым терминалом и двумя другими. терминалы, а — теплопроводность, характеризующая теплопередачу между бозонами и электронами. Это обобщение теории M – S на трехполюсный случай, где главной величиной теперь является изменение энергии ω .Прямое следствие — отсутствие компенсации вкладов электронов и дырок в трехконцевую термоэдс. Мы обнаружили, что высокая трехконечная добротность требует (i) преобладания неупругого переноса G _в ≫ G _el , (ii) небольшого разброса изменения энергии и (iii) a большой коэффициент K _pe / K _pp , который может быть реализован, когда G _в и большие или K _pp малы.Small K _pp Значения должны быть достигнуты, например, проектирование интерфейсов между центральной системой и двумя электронными терминалами. Примечательно, что чисто электронная теплопроводность, K _e , не проявляется и не должна быть маленькой!

В дополнение к стремлению к узкому распределению σ ( E ) в предложении M – S, трехконечный показатель качества может также выиграть от «выбора» изменения энергии ω либо через электронную структуру или через бозонный спектр, так что дисперсия ω может быть небольшой. Этого можно достичь также за счет малой ширины полосы бозонов, участвующих в неупругом переносе. Достоинств трехполюсной конфигурации несколько. (i) Не может быть никаких ограничений на эффективную электронную ширину полосы (или другие параметры, необходимые для небольшого отклонения σ ( E )), поскольку электронная теплопроводность κ _e не появляется в трех предельная добротность. (ii) Меньшие эффективные полосы пропускания бозонов обычно уменьшают бозонную теплопроводность K _pp , что улучшает.(iii) В общем, если, например, из-за сохранения импульса или энергии («отбор») в переходах участвуют только бозоны в небольшом диапазоне энергий, эффективная ширина полосы также может быть небольшой. В качестве возможного кандидата оптические фононы имеют небольшую ширину полосы (см. [19]) и их связь с носителями относительно сильна. Для обсуждаемых здесь p − n-конфигураций это требует наличия электронной запрещенной зоны, меньшей или порядка фононных частот. Это может произойти, например, в твердых растворах семейства HgCdTe [19].Другие примеры, такие как сверхрешетки, упомянуты ниже. Для акустических фононов связь с носителями обычно сильнее на больших волновых векторах / частотах [20] (например, около частоты Дебая), где плотность состояний фононов также велика. В [15,17] кулоновское взаимодействие между системой квантовых точек и выводом (выводами) играет ту же роль, что и бозоны, вызывая неупругий перенос.

Выбор теплового терминала очень важен. Он должен обеспечивать бозонные возбуждения с энергией, соответствующей требуемой электронной, E _g .Когда k _B T ≪ E _g , и для восходящих переходов необходимо оптимизировать произведение эффективного E _g и экспоненциально малой популяции бозонов (как, например, в [5]). Кроме того, энергия Дебая часто бывает недостаточно высокой, а многофононные процессы довольно слабы. Это можно исправить, используя оптические фононы или материал с ω _D ≳ E _g с ω _D , являющимся энергией Дебая (например. грамм. алмаз, у которого ω _D = 190 мэВ) для теплового терминала. Другой возможный вариант — электронный термостат, в котором возбуждения электронно-дырочной пары или плазмоны взаимодействуют с электронами во внутренней области [15]. Прямое туннельное тепловое сопротивление между тепловым выводом и двумя другими выводами можно сделать экспоненциально малым, управляя геометрией контакта. Здесь мы предлагаем и защищаем оптические фононы. В основном мы будем рассматривать ванну с оптическими фононами, не предполагая, что это единственная возможность.

Таким образом, мы предлагаем трехконтактное устройство на основе p – i – n перехода, где внутренняя область контактирует, например, с источник фононов или тепловой терминал, как указано выше. В разделе 2 мы представляем структуру устройства и показываем, как это предложение работает для полупроводников и некоторых их сверхрешеток, где ширина запрещенной зоны может быть меньше энергии фонона. Мы оцениваем добротность и обнаруживаем, что такое устройство может иметь лучшую производительность, чем обычное двухконтактное устройство, изготовленное из того же материала. Мы завершаем это исследование в разделе 3. Обсуждения в этой статье сосредоточены на режиме линейного отклика. Тем не менее, если система находится недалеко от этого режима, такое лечение все же может дать полезную информацию [2].

2.1. Концепция и структура устройства

В следующих обсуждениях мы специально рассмотрим p – i – n-переход, сделанный из «чрезвычайно узкозонных полупроводников». Структура изображена на рисунке 1 (а) для случая преобразования тепловой энергии в электрическую.Его можно рассматривать как аналог p − i − n-фотодиода, в котором фотоны заменяются фононами, т.е. фононно-вспомогательные межзонные переходы приводят к генерации тока в переходе. Устройство также можно использовать, например, для охладите термический терминал с помощью электрического тока между электронными терминалами. Мы сосредотачиваемся на ситуации, когда разрешены однофононные межзонные переходы. (Следовательно, электронная запрещенная зона должна быть меньше энергии фононов. ) Такие процессы могут играть значительную роль в переносе через переход, тогда как скорости перехода многофононных процессов намного меньше.В полупроводниках энергия оптического фонона обычно находится в диапазоне 20–100 мэВ. Есть несколько кандидатов с такой малой шириной запрещенной зоны: (i) Бесщелевые полупроводники, возникающие в результате случайного вырождения зон в твердых растворах, такие как Pb _{1- x} Sn _x Te и Pb _{1- x} Sn _x Se [21]. При определенной мольной доле x запрещенная зона закрывается, около которой она может быть очень маленькой. (ii) Бесщелевые полупроводники, возникающие в результате инверсии зон, такие как HgTe и HgSe [21].Ширина запрещенной зоны может регулироваться с помощью квантово-размерного эффекта в сверхрешетках, состоящих из бесщелевого полупроводника и нормального полупроводника без инверсии зон [22]. Примером могут служить сверхрешетки HgTe / CdTe с перестраиваемой запрещенной зоной [23]. (iii) Многослойные (сверхрешетки) «топологических» изоляторов с обычными изоляционными слоями, зажатыми между топологическими [24]. Например, в сверхрешетках Bi ₂ Te ₃ / Si энергетическую щель можно регулировать, варьируя толщину топологического и обычного слоев [24].Существенным достоинством сверхрешеток является то, что теплопроводность решетки вдоль направления роста может быть намного меньше, чем у обоих двух объемных составляющих. Например, сверхрешетки Si / Ge имеют теплопроводность примерно на два порядка меньше, чем объемные значения [25]. Отметим также, что ту же идею можно применить к устройствам, в которых роль оптических фононов играют другие бозоны. Если энергия таких бозонов выше, требование малой ширины запрещенной зоны может быть смягчено.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. (a) Схематическое изображение возможного термоэлектрического устройства с трехконтактным p – i – n переходом. Источник фононов действует как тепловой терминал. Два электронных терминала представляют собой p- и n-легированные области соответственно. В качестве примера проиллюстрируем ситуацию, когда устройство преобразует тепловую энергию от теплового терминала в электрическую.Стрелки обозначают направление электрического тока. (Устройство также может охлаждать тепловой терминал, потребляя электрическую энергию, прямо не обозначенную на рисунке). (б) Зонная структура p – i – n-перехода. Пунктирная линия — химический потенциал в состоянии равновесия. Красной стрелкой отмечен межзонный переход с участием фононов, который генерирует электроны и дырки. При дрейфе со встроенным электрическим полем генерируемые неравновесные носители приводят к протеканию тока через переход.(в) Схематическое изображение другой возможной установки термоэлектрического устройства с трехконтактным p – i – n переходом. Термический терминал (обозначенный на рисунке буквой «T») представляет собой тепловой палец, который может быть фононным или электронным резервуаром. В последнем случае возбуждения электронно-дырочных пар или плазмоны связаны с электронами в собственной области посредством кулоновского взаимодействия.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Для простоты мы рассматриваем линейный переход, в котором край зоны проводимости изменяется линейно в собственной области с координатой вдоль перехода z от z = — L /2 до L /2 как

с E _g является запрещенной зоной [26].Мы устанавливаем 0 < и <1, чтобы область с p-легированием (n-легированием) находилась с левой (правой) стороны перехода (см. Рисунок 1 (b)). Эти электронные терминалы могут иметь температуру, отличную от температуры термического терминала. Желательно согнуть два электронных терминала в сторону от термического терминала, чтобы они были лучше термически изолированы от термического терминала и друг от друга (см. Рисунок 1 (a)). Другая возможность - это «тепловой палец» для бозонной ванны (рисунок 1 (c)), который может быть хорошо изолирован от электронных выводов.

2.2. «Идеальная» добротность

Мы начнем с рассмотрения только транспорта с помощью фононов, игнорируя фононную теплопроводность и нормальный диодный перенос. Межзонные переходы с участием фононов генерируют ток в переходе. В режиме линейного отклика уравнения термоэлектрического переноса записываются как [16]

Здесь I и I ^e _Q — электронный заряд и тепловые токи, протекающие между двумя электронными выводами, e <0 - электронный заряд, I ^pe _Q — это тепловой ток от теплового терминала к двум электронным терминалам, G _в — проводимость в неупругих каналах, K ⁰ _e связан с электронной теплопроводностью между электронными терминалами и K _pe находится между тепловым терминалом и электронным терминалом. L ₃ — недиагональная теплопроводность. L ₁ и L ₂ связаны с токами, вызванными разностью температур (эффект термоЭДС) и индуцированной током разностью температур (эффекты холодильника и нагревателя). δ μ = μ _L — μ _R ( δ T = T _L — T _R ) разница химического потенциала (температура) между двумя электронными выводами, и представляет собой разницу между температурой теплового вывода и средней температурой двух электрических выводов, при этом T _L , T _R и T _p является температуры левого и правого электронных выводов и фононного вывода соответственно.С этими определениями Δ T , δ T и I ^e _Q , I ^pe _Q взаимные отношения Onsager выполнены. В такой установке, как показано в [16], коэффициент Зеебека с тремя выводами и добротность равны, если пренебречь G _el и K _pp ,

соответственно. Чтобы получить коэффициенты переноса и добротность, нам необходимо рассчитать токи, протекающие через систему с помощью фононов.

Гамильтониан межзонного электрон-фононного взаимодействия равен [27] ⁷

где V — объем системы, λ — индекс фононной ветви, ν ( ρ ) пробегает индексы валентной зоны (проводимости), M _{q λ ν ρ} ì матричный элемент электрон-фононной связи, а c ^† ( a ^† ) ì оператор рождения электрона (фонона).Из-за сохранения импульса (если он действителен) и энергии фононы, участвующие в таких процессах, будут находиться в небольшом диапазоне энергий. Для непрямозонных полупроводников и с сохранением импульса эти фононы могут быть как акустическими, так и оптическими. Для простоты и определенности мы рассматриваем прямозонную полупроводниковую систему и предполагаем, что вклад оптических фононов является доминирующим. Из уравнения (8) чистая скорость генерации электронов и дырок на единицу объема, г _p , задается для однофононных переходов по золотому правилу Ферми как

куда

Здесь E _{k + q ρ} , E _{k ν} и ω _{q λ} — энергии электронов и фононов. несвязанные, а f и N — неравновесные распределения электронов и фононов во внутренней области, с ω _ji ≡ E _j — E E > 0 из-за сохранения энергии.Согласно [28], когда длина собственной области L значительно меньше длины диффузии носителей, электронное распределение в зоне проводимости (валентной) во внутренней области может быть хорошо аппроксимировано как распределение в n- легированный (p-легированный) электронный терминал [28]. Точно так же распределение фононов почти такое же, как и в тепловом выводе, когда контакт между внутренней областью и тепловым выводом хороший. Наконец, небольшое количество беспорядка, которое всегда существует в реальных системах и ослабляет сохранение импульса, может усилить межзонные переходы с участием фононов.

Транспортные коэффициенты определяются путем изучения токов при заданном смещении и / или разности температур. Ключевым соотношением является уравнение неразрывности [28, 29]

где n _α ( α = e, h) — плотности электронов и дырок в зоне проводимости и валентности, а n ^eq _α — равновесные значения этих плотностей. I _α — зарядовые токи, q _α — заряды электрона и дырки, τ _α — время жизни носителей, ограниченное процессами рекомбинации, кроме поддерживаемые фононами, которые уже учтены в g _p и g _p — это чистая скорость генерации плотности носителей, заданная в уравнении (9).Токи I _α , состоящие из диффузионной и дрейфовой частей, равны

где χ _α и D _α — подвижности и константы диффузии соответственно. Они связаны соотношением Эйнштейна, D _α = — ( k _B T / e ) χ _α . — встроенное электрическое поле в собственной области.

Если статистику Больцмана для электронов можно принять повсюду, то чистая скорость генерации g _p будет очень слабо зависеть от z , так что ее пространственной зависимостью можно пренебречь. В этой ситуации общую плотность носителей можно разделить на две части: n _α = n _{α , g} + n _{α , n} где n _{α , g} = g _p τ _α — это пространственно независимые плотности несущих, генерируемые фононными межзонными переходами, а n 90 , n — «нормальные» плотности в стыке, определяемые уравнением неразрывности с g _p = 0.Точно так же ток делится на две части: I _α = I ^α _n + I ^α _{g . Ток в канале нормального диода может быть получен из уравнений (11) и (12) с соответствующими граничными условиями, что дает знаменитое соотношение между током выпрямления и напряжением}

с I ^α _ns = — eD _α L ⁻¹ _α n 90 насыщенные токи.Здесь n ^m _α — плотность неосновного носителя, а L _α — его диффузионная длина [28].

Подставляя n _{α , g} в уравнение (12), мы получаем токи в канале с фононной поддержкой ⁸

В режиме линейного отклика,

где f ⁰ и N ⁰ — равновесные функции распределения электронов и фононов соответственно, и. как следствие

где g ⁰ _p — скорость равновесного перехода (определенная в уравнении (15)), а среднее значение определяется в уравнении (4) с

Приведенные выше результаты очень похожи на результаты, полученные в [16]: из-за неупругого характера переноса энергии носителей на p- и n-терминалах различаются; тепло, передаваемое между двумя выводами, является средним, тогда как разница в энергии ω _ji передается от теплового вывода к двум электронным.Это также проявляется в том, как разница температур связана с тепловыми потоками [16] в уравнении (15), обеспечивая соотношения Онзагера. Важной особенностью является то, что трехполюсный коэффициент Зеебека, L ₂ / ( TG _in ), является отрицательно определенным, поскольку ω _ji > 0. Напротив, двухполюсный Коэффициент Зеебека, L ₁ / ( TG _в ), не обладает этим свойством. Оно может быть положительным или отрицательным из-за частичного исключения вкладов электронов и дырок, тогда как для L ₂ такое сокращение отсутствует (см. Уравнение (16)). Уравнение (16) является обобщением результатов работы [16], где имелся только один микроскопический энергетический канал. Когда сосуществуют многие неупругие процессы, вклад каждого процесса взвешивается его проводимостью. Из уравнений (7) и (16) мы находим, что « идеальная » трехконечная добротность равна

Для одиночной микроскопической системы энергетических каналов, где фиксировано ω _ji , эта добротность стремится к бесконечности [16].Когда таких энергетических каналов несколько, он становится конечным из-за ненулевой дисперсии ω _ji . Мы оцениваем добротность при 〈 ω 〉 — E _g ≃ k _B T и γ , k _B T ≪ 〈6〉 . Здесь 〈 ω 〉 — средняя энергия фононов, а γ — эффективная ширина полосы (т.е. дисперсия ω _ji из-за спектральной дисперсии) задействованных фононов.Из уравнений (16) и (17) можно найти, что дисперсия ω _ji ограничена γ ² или ( k _B T ) ² , в зависимости от того, что меньше. Например, когда эффективная полоса пропускания фононов γ намного меньше, чем k _B T , дисперсия довольно ограничена γ ² . В ситуациях, когда числитель в уравнении (18) намного больше знаменателя.«Идеальная» добротность может быть очень высокой благодаря электронной запрещенной зоне, когда E _g ≫ k _B T или узкой полосе пропускания оптических фононов 〈 ω 〉 ≫ γ . Однако в реальных ситуациях, как это часто бывает, паразитная теплопроводность является еще одним серьезным препятствием на пути к высокой добротности. Это будет проанализировано в следующем подразделе.

2.3. Реалистичная добротность

Помимо транспортного канала, поддерживаемого фононами, существует нормальный канал диода, в котором преобладают (упругие) барьерные передачи и диффузия неосновных носителей.Он также участвует в G , L ₁ и K ⁰ _e . Кроме того, существуют «паразитные» тепловые токи, переносимые фононами между двумя электронными выводами, и токи от теплового вывода к электронным. С учетом всего этого уравнения термоэлектрического переноса записываются в виде

Здесь I _Q = I ^e _Q + I ^p _Q — это общий тепловой ток между двумя электронными клеммами, который состоит из электронного блока . I ^e _Q и фононный I ^p _Q вкладов; I ^T _Q = I ^pe _Q + I ^pp _Q — это два общих тепловых тока, выходящих из теплового терминала те, у которых I ^pp _Q является чисто фононной частью. Наконец, G _el , L _{1, el} и K ⁰ _{e, el} — вклады в транспортные коэффициенты от нормального диодного (упругого) канала, а K _p и K _pp — теплопроводность фононов, протекающих между двумя электронными выводами и фононов, протекающих от теплового вывода к двум электронным, соответственно. Обратите внимание, что упругий канал не влияет на L ₂ и L ₃ , которые связаны исключительно с неупругими процессами.Трехполюсный показатель качества может быть получен путем оптимизации эффективности холодильника, работающего при δ T = 0, но с конечными δ μ и Δ T . Этот показатель качества составляет [16]

что эквивалентно уравнению (3). Проводимость диода составляет. Высокий показатель качества требует G _в ≫ G _el , чего нетрудно достичь согласно анализу в следующем подразделе (2. 4). В такой ситуации и при γ ≪ 〈 ω 〉 или k _B T ≪ 〈 ω 〉, т.е. когда энергетическая ширина за счет k _B T или γ дает гораздо более слабое ограничение, чем K _pp , можно найти из уравнения (20) ⁹

Оценки, выполненные в разделе 2.4, показывают, что существуют режимы параметров, в которых уравнение добротности (20) может быть больше, чем обычные двухполюсные из того же материала.Повторим, что, в отличие от двухконтактного корпуса, теплопроводность K _p между электронными выводами не влияет на трехконтактную добротность.

Часто K _p и K _pp имеют одинаковый порядок величины. Отметим, что K _p и K _pp являются небольшими в нескольких бесщелевых полупроводниках, таких как PbSnTe, PbSnSe, BiSb, HgTe и HgCdTe. Кроме того, сверхрешеточные структуры (и другие планарные композитные структуры) обычно имеют гораздо более низкие K _p и K _pp вдоль направления роста, чем объемные материалы [30].Геометрия, в которой электрический ток течет в этом направлении, является многообещающей с высокими показателями качества.

2.4. Оценка добротности

Мы определили τ _α ( α = e, h) как времена жизни носителей, обусловленные процессами рекомбинации, отличными от фононно-вспомогательных, которые уже учтены в г _p (см. Уравнение (9)). Время жизни носителей заряда из-за процессов с участием фононов, τ _{e, p} для электронов и τ _{h, p} для дырок, удовлетворяет детальным уравнениям баланса g ⁰ _p τ _{e, p} = g ⁰ _p τ _{h, p} = n _i во внутренней области. Здесь n _i — плотность электронов (дырок) в этой области, а g ⁰ _p — равновесная скорость перехода на единицу объема, определенная в уравнении (15). Переход между минизонами в полупроводниковых сверхрешетках обычно определяется фононными процессами в темновом пределе, когда ширина минизоны меньше энергии фононов [31]. Введем параметр ζ для записи g ⁰ _p τ _e ≃ g ⁰ _p τ _h i .Этот параметр определяется силой электрон-фононного взаимодействия, будучи порядка единицы, когда такая связь сильна, как в случае некоторых полупроводников AIIIBV (и других), или меньше (ниже она будет принята равной 1/4). [31]. Подставляя это в уравнение (16), находим

где L — длина собственной области, которая будет считаться намного меньшей, чем диффузионная длина L _α [28]. В уравнении (22) мы выбрали и (определено в уравнении (5)) как близкое к 1, что соответствует высокой плотности легирования в p- и n-легированных областях.Упругая проводимость — это крутизна характеристики выпрямления I — V , уравнение (13), при V = 0,

с L _α , обозначающим диффузионную длину носителя. Плотности основных носителей заряда (плотности легирования) как в n-, так и в p-областях приняты равными N _d . Отсюда следует, что

Небольшое соотношение может быть легко достигнуто, потому что L < L _α , k _B T < E _g и n _i ≪ d 9030 .Следовательно, вклад G _el не является основным препятствием для высокой добротности в этом устройстве.

Для G _el ≪ G _in с γ (эффективная ширина соответствующей энергетической полосы) и k _B T намного меньше, чем 〈 ω 〉 ( типичная энергия фононов) добротность определяется уравнением (21). Фононная теплопроводность K _pp , как обычно, является наименее известным и чрезвычайно важным препятствием для увеличения. K _pp в принципе может быть уменьшено путем разработки интерфейсов. Даже без такого улучшения, согласно геометрии K _pp ≃ 4 K _p , где K _p — теплопроводность объемных фононов через переход. В соответствующем режиме K _pe ≃ e ⁻² G _дюйм 〈 ω 〉 ² ≳ e ⁻² G _{3 E 3 ² г .Тогда из уравнения (22) получаем}

Мы введем еще один параметр для характеристики отношения K _e / K _p , где K _e — теплопроводность электронов в легированном образце той же геометрии и размера, что и переход, с Плотность легирования N _d . Температурная зависимость отношения K _e / K _p изменяется в зависимости от легирования, структуры и температуры.Предполагается, что температурная зависимость имеет вид K _e / K _p ∝ T ^β с константой β . Не зависящий от температуры параметр предварительного фактора ξ = K _e E ^β _g / ( K _p k ^{β B β} ).Далее предполагаем, что транспортные свойства в n- и p-областях схожи (с точностью до знаков). Закон Видеманна – Франца подразумевает, что K _e = η ( k _B T ) ² e ⁻² G _D , где D обозначает электрическую проводимость в легированном образце, а η 2 — статистику Больцмана. Согласно [28], при N _d ≃ N ₀ и L / L _α мала.Используя уравнение (23), можно написать. Тогда показатель качества оценивается как

Если температурная зависимость происходит в основном от первых двух факторов, то высокий показатель качества может быть получен для E _g / (2 k _B T ) = 3 — β . Для большого L _α / L трехконтактная добротность может быть больше, чем двухконтактная. Аналогичным образом можно оценить коэффициент мощности устройства P = G _в S ² _p .

Особенно привлекательную установку, использующую топологический изолятор – обычный диэлектрик – сверхрешетки, можно построить следующим образом (на примере сверхрешетки Bi ₂ Te ₃ / Si). На передней и задней поверхностях каждого тонкого слоя Bi ₂ Te ₃ имеются защищенные поверхностные состояния с бесщелевым спектром типа конуса Дирака [32]. Туннелирование между двумя поверхностями открывает щель в спектре каждой поверхностной полосы [24]. В сверхрешетках эти состояния образуют пару минизон проводимости и валентности, в которых шириной запрещенной зоны можно управлять с помощью толщины слоев двух типов (подробности см. В [24] и сноске ¹⁰ ).Поскольку энергия оптического фонона в Si намного больше, чем в Bi ₂ Te ₃ , оптические фононы в слоях Si хорошо локализованы в этих слоях. То же самое и с оптическими фононами в слоях Bi ₂ Te ₃ . Точно так же из-за значительного несоответствия механических свойств двух типов слоев акустические фононы также испытывают трудности с передачей через интерфейсы. При этом фононная теплопроводность вдоль направления роста значительно снижается.Оно должно быть меньше значений для обоих материалов в объеме [25]. С другой стороны, фононная теплопроводность в каждом тонком слое Si велика. При T = 300 K, первое составляет 1,5 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ [33], тогда как второе составляет около 10 ² Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ [34]. Когда электрический ток проходит вдоль направления роста, малая фононная теплопроводность вдоль этого направления значительно снижает паразитную теплопроводность K _pp и улучшает добротность.С другой стороны, внутри каждого слоя Si фононы эффективно передаются от теплового терминала к системе, что хорошо для увеличения выходной мощности устройства.

Оценим добротность устройства на примере полупроводника из сверхрешетки Bi ₂ Te ₃ / Si. Мы будем использовать транспортные параметры объемного Bi ₂ Te ₃ для проведения оценки, хотя сверхрешетка должна иметь лучшие термоэлектрические характеристики [35].Сначала настройте структуру сверхрешетки так, чтобы E _g ≲ 〈 ω 〉, где 〈 ω 〉 было энергией оптического фонона в Si, которая составляет около 60 мэВ (см. [19]) (эквивалент примерно 700 К). Мы выберем E _g = 600 K. In Bi ₂ Te ₃ с N _d ≃ 10 ²⁰ см ⁻³ , из [33] следует, что κ _e ≃ κ _p при 300 К. Это определяет параметр ξ как 2 ^β .Используя эти параметры, мы рассчитываем и строим график зависимости добротности от температуры на рисунке 2 для практически достижимого значения L _α / L = 4 и скромного значения ζ = 1/4 . При расчете не учитывалась температурная зависимость ζ и L _α . Результаты вычисляются для трех ситуаций с β = 1,2 и 2,5. Видно, что добротность с несколькими заниженными оценками может быть больше единицы при комнатной температуре для всех трех ситуаций, что указывает на потенциальную полезность.Наконец, отметим, что та же стратегия и анализ могут быть применены к сверхрешетке, состоящей из бесщелевого полупроводника с инвертированной запрещенной зоной и нормального полупроводника, где ширина запрещенной зоны может регулироваться с помощью квантово-размерного эффекта [22] и нормального полупроводника. могут быть выбраны так, чтобы иметь подходящую частоту оптических фононов и высокую теплопроводность, чтобы обеспечить лучшие термоэлектрические характеристики.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Зависимость добротности сверхрешеток Bi ₂ Te ₃ / Si от температуры для β = 1 (сплошная кривая), 2 (пунктирная кривая) и 2,5 (пунктирная кривая). E _г = 600 K, ζ = 1/4, η = 2, L _α / L = 4 и ξ = 2 ^β как K _p = K _e at T = 300 K.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Нами предложено и исследовано термоэлектрическое устройство на примере фононной ванны.Схема основана на «трехполюсной» геометрии термоэлектрических приложений [13–17], где неупругие процессы играют решающую роль. Было показано, что высокая термоэлектрическая добротность может быть достигнута в этой геометрии в нескольких наносистемах [16], где доступен только один микроскопический энергетический канал, в котором фиксируется соответствующая электронная энергия. В этой статье мы получили добротность для случая множественных энергетических каналов. Мы обнаруживаем, что когда рассматриваются только неупругие процессы, добротность представляет собой отношение квадрата среднего значения разности энергий между конечным и начальным состояниями к его дисперсии со средним значением, взвешенным по проводимости каждого микроскопического процесса.Тогда небольшая разница в изменении энергии благоприятствует высокой добротности. Для достижения такого хорошего отбора энергии можно использовать либо электронную запрещенную зону, E _g ≫ k _B T , для электронов, либо узкую фононную зону,, для фононов. Также обсуждается реальная добротность, включая другие процессы, уравнение (3). Установлено, что для высокой добротности необходимы сильная связь носителей с бозонами, а также преобладание неупругого транспорта и малая чисто фононная теплопроводность между фононным терминалом и электронным терминалом.Подавление упругого переноса может быть достигнуто с помощью полупроводникового перехода [28], в то время как связь сильна, когда, например, бозоны фононы, возбуждения электронно-дырочных пар и т. д. Благодаря этому предлагаемое трехполюсное устройство может иметь более высокую добротность, чем обычное двухполюсное устройство из того же материала.

По сравнению с существующей литературой, M – S предложил узкую электронную полосу для эластичного двухконцевого транспорта для достижения высоких значений ZT .Когда эту схему обобщают на неупругие процессы, где начальная энергия E _i и конечная E _f энергии различаются, возможны высокие значения ZT , когда распределение средней энергии (измеренное из общей химической потенциал) узок в двухполюсной геометрии. В трехполюсной ситуации решающую роль играет узкое распределение ω = E _f — E _i .Последнее также может быть достигнуто путем управления начальным и конечным электронными состояниями с помощью барьера, достаточно высокого, чем T , или в небольшой системе с несколькими начальными и конечными состояниями с фиксированным ω = E _f — E _i , как в [15–17], или, например, через узкую полосу пропускания оптических фононов. Наконец, отметим аналогию предлагаемой конфигурации, которая может преобразовывать тепловую энергию в электрическую, и фотоэлектрического устройства.

OEW выражает признательность за поддержку Центру теоретической физики им. Альберта Эйнштейна Минервы при Институте Вейцмана.Эта работа была поддержана BMBF в рамках программы DIP, BSF, ISF и ее программой конвергентных технологий.

О вычислении токовых характеристик полупроводниковых устройств методами конечных разностей

[1]

Дж. Х. Альберг, Э. Н. Нильсон и Дж. Т. Уолш, Теория сплайнов и их приложения , Academic Press, New York (1967).

Google ученый

[2]

М. Б. Баррон, Компьютерный анализ полевого транзистора с изолированным затвором , Стэнфордская лаборатория электроники.Отчет SEL-69-069 (1969).

[3]

П. Дж. Сиарле, М. Х. Шульц и Р. С. Варга, Численные методы высокого порядка точности для нелинейных краевых задач V: Теория монотонных операторов, Numer. Математика. , 13 (1969) 51 и цитируемые там ссылки.

Google ученый

[4]

П. Дубок, Д. К. Численная модель для биполярных транзисторов с произвольным смещением в двух измерениях, Electronics Letters , 6 (1970) 53.

Google ученый

[5]

Г. Э. Форсайт и У. Р. Вазоу, Конечно-разностные методы для уравнений с частными производными, , Wiley, New York (1960).

Google ученый

[6]

Х. К. Гуммель, Самосогласованная итерационная схема для одномерных расчетов транзисторов в стационарном состоянии, IEEE Trans. Elec. Dev. ЭД -11 (1964) 455.

Google ученый

[7]

М.Heydemann, Résolution Numérique des Equations Bidimensionnelles de Transport dans des Semi-conducteurs , D. Eng. Диссертация, Парижский университет (Орсе) (1972 г. ).

Google ученый

[8]

Дж. А. Килпатрик и У. Д. Райан, Двумерный анализ транзисторов с боковой базой, Electronics Letters , 7 (1971) 226.

Google ученый

[9]

Чунг-Ки Ким и Э.С. Ян, Анализ механизмов насыщения тока переходных полевых транзисторов, IEEE Trans. Elec. Dev. ЭД -17, (1970) 120.

Google ученый

[10]

О. А. Ладыженская, Н. Н. Уральцева, Линейные и квазилинейные эллиптические уравнения , Academic Press, New York (1968).

Google ученый

[11]

М.С. Мок, Об уравнениях, описывающих стационарное распределение носителей заряда в полупроводниковом приборе, Comm.Pure Appl. Математика. , 25 (1972) 781.

Google ученый

[12]

М.С. Мок, Двумерная математическая модель полевого транзистора с изолированным затвором, Solid State Electronics (в печати).

[13]

В. Ван Роосбрук, Теория потока электронов и дырок в германии и других полупроводниках, Bell Sys. Tech. I. , 29 (1950) 560.

Google ученый

[14]

D.Л. Шарфеттер и Х. К. Гаммел, Анализ больших сигналов кремниевого диодного осциллятора, IEEE Trans. Elec. Dev. ЕД -16, 64 (1969).

Google ученый

[15]

Дж. У. Слотблум, Итерационная схема для одномерного и двумерного моделирования Д. К. Транзистора, Electronics Letters , 5 (1969) 677.

Google ученый

[16]

Д. Вандорп и Н. Х.Сюйонг, Математическая 2-мерная модель полупроводниковых приборов, Electronics Letters , 7 (1971) 47.

Google ученый

7 горячих акций полупроводников для покупки

Зайдите в автосалон в наши дни, и вы кое-что заметите: есть несколько автомобилей, из которых можно выбрать. Это потому, что глобальная нехватка микросхем оказывает огромное влияние на производство и создает благо для акций полупроводников.

И это не только автомобили.В наши дни все, от вашего холодильника до смартфона, зависит от микросхем. Дефицит, связанный с COVID-19, действительно рассматривает этот факт и помогает обосновать идею о том, что акции чипов должны быть в вашем портфеле.

Реальность такова, что наш современный мир работает на микросхемах, которые составляют основу мировой экономики. Каждая технологическая тенденция — облачные вычисления, электронная коммерция, беспилотные автомобили и т. Д. — использует изрядную дозу полупроводников для реализации.

Спрос на все чипы растет не по дням, а по часам.По данным технического исследователя Gartner, мировая выручка от производства полупроводников выросла в прошлом году на 10,4% до 466,2 миллиарда долларов. Это во время пандемии и периода общего снижения производственных показателей.

Учитывая их важность для общества сейчас и в будущем, инвестирование в акции полупроводников имеет смысл. И прелесть этой отрасли в том, что она обслуживает несколько стилей инвестирования. Ищете гипер-рост? У полуфабрикатов это есть. Но если вы предпочитаете стабильный рост дивидендов? Может ценность? Запасы микросхем также подходят для этих целей.

Читайте дальше, когда мы исследуем шесть лучших акций полупроводников и биржевой фонд (ETF), ориентированный на чипы. Перечисленные здесь компании охватывают широкий спектр полупроводниковой вселенной, от дизайнеров и производителей до производителей оборудования и материалов.

Данные по состоянию на 30 июня. Дивидендная доходность рассчитана путем пересчета в год самой последней выплаты и деления на цену акции.

1 из 7

Nvidia

• Рыночная стоимость: $ 498.5 миллиардов
• Дивидендная доходность: 0,1%
• Специальность: Графика

У вас не может быть группы лучших на рынке акций полупроводниковых компаний без Nvidia (NVDA, 800,10 долл. США).

Фирма уже много лет занимает лидирующие позиции в связи с появлением множества технологических тенденций. Видеокарты и процессоры NVDA идеально подходят для быстрых вычислений, необходимых в различных приложениях. Сюда входят центры обработки данных и искусственный интеллект (AI).Даже майнеры биткойнов полагаются на продукты Nvidia.

Такой высокий спрос привел к быстрому росту доходов. За полный 2021 финансовый год этого производителя микросхем продажи Nvidia вырастут на 53%. Этот рост резко увеличился только на фоне начала нового финансового года и ослабления пандемии. В первом квартале 2022 финансового года выручка NVDA увеличилась на 84% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, а чистая прибыль увеличилась более чем вдвое.

Но что интересно в Nvidia, так это то, что она продолжает находить пути роста.

Центры обработки данных и потребности в искусственном интеллекте только на третьем этапе, а NVDA играет в долгую игру. Благодаря предстоящему выкупу Arm, производитель микросхем теперь сможет полностью построить свою сквозную экосистему.

«Будущее вычислительной техники будет двигаться дальше от облака к периферии, — говорит Дженсен Хуанг, основатель и генеральный директор Nvidia. «В этом и есть фантастика Arm. Мы фантастичны — это ИИ. Итак, представьте себе возможности поставить ИИ на передний план».

Граничные вычисления — это в основном обработка, которая выполняется в источнике данных или рядом с ним.Это может быть при расчетах устройства или через различные узлы меньшего размера или частного облака. Идея состоит в том, что время ожидания сокращается, а безопасность повышается. Nvidia действительно уверенно смотрит в будущее облачных технологий и вычислений.

акций NVDA недешевы, их соотношение форвардной цены к прибыли (P / E) составляет 46,4, исходя из текущей оценки прибыли на 2023 финансовый год в размере 17,25 доллара на акцию. Но, учитывая, что Nvidia продолжает использовать передовые технологии, она может и дальше оправдывать свою высокую оценку.

2 из 7

Micron Technology

• Рыночная стоимость: 95,3 млрд долл. ведущий производитель микросхем памяти. Эти интегральные схемы используются для хранения данных и обработки кода, их можно найти в смартфонах, ПК и сетях облачных вычислений, и это лишь некоторые из них.

  MU специализируется на технологиях хранения в памяти двух типов: DRAM (динамическая память с произвольным доступом) и NAND (микросхемы флэш-памяти).

  Еще в 2018 году акции MU пострадали от наводнения чипов DRAM, из-за чего во второй половине года цена акций снизилась на 50%.

  Однако в наши дни нехватка микросхем и постоянный спрос на различные каналы привели к росту спотовых цен на микросхемы DRAM. И это поддержало состояние Micron. В третьем финансовом квартале выручка MU подскочила на 36,4% до 7,42 млрд долларов, а скорректированная прибыль на акцию (EPS) увеличилась более чем вдвое и составила 1,88 доллара. Производитель микросхем также прогнозирует, что спрос на DRAM вырастет на 20% в 2021 финансовом году, в то время как рост NAND ожидается в пределах 30%.

  Аналитики считают, что этот сдвиг будет долгим. Аналитик BMO Амбриш Сривастава говорит, что результаты Micron будут по-прежнему «определяться сочетанием динамики предложения / (капитальных затрат) дисциплины и факторов спроса» — все это положительно для ценообразования и прибыли DRAM.

  Это также позитивно для инвесторов, нацеленных на акции чипов. MU не стеснялся делиться богатством между своими акционерами. За последние два года компания потратила примерно 3 миллиарда долларов на выкуп акций.И на его балансе по-прежнему остается около 9,8 миллиарда долларов наличными.

  3 из 7

  NXP Semiconductors

  • Рыночная стоимость: 56,7 миллиарда долларов
  • Дивидендная доходность: 1,1%
  • Специальность: Коммуникации и микроконтроллеры

  Quick. Назовите любую из крупнейших тенденций в области технологий. Есть большая вероятность, что вы указали беспилотные автомобили, автоматизацию, Интернет вещей (IoT) или даже одноранговые транзакции. NXP Semiconductors (NXPI, 205,72 долл. США) участвует во многих из этих и других идей.

  NXPI уделяет особое внимание специализированным микросхемам, в частности тем, которые связаны с подключением. Мы говорим о микросхемах, которые подключают промышленные машины к Интернету, ваш автомобиль к другим автомобилям и коммуникационным сетям, ваш термостат к вашему блоку HVAC.

  NXP Semiconductors также создала микросхемы связи ближнего поля (NFC), которые используются в платежах между мобильными устройствами и позволяют «нажимать» на свой телефон на кассе.

  Проблема для NXP Semiconductors заключается в том, что она пострадала от одного-двух ударов. Во-первых, во время торговой войны с Китаем продажи сильно пострадали. Затем пандемия COVID-19 снизила спрос на многие из ее продуктов для подключения. В результате выручка NXPI за последние годы немного снизилась (на 5,6% в 2019 году и на 3% в 2020 году).

  Но, как и у многих акций полупроводников в этом списке, у сказки более счастливый конец, и доходы, наконец, начинают стремительно расти.

  В первом квартале 2021 года NXPI сообщила о росте продаж на 41% по сравнению с пандемическим минимумом. Маржа по этим продажам также увеличилась. NXP теперь продает более совершенные специализированные чипы по более высоким ценам. Это также повлияло на прибыльность фирмы. Компания сообщила, что прибыль на акцию в первом квартале составила $ 1,25 по сравнению с убытком в размере 8 центов на акцию годом ранее.

  Возможно, лучшая часть истории NXPI заключается в том, что запас микросхем остается дешевым. Учитывая его прогнозы роста на фоне отскока, прогнозный коэффициент P / E составляет всего 21.5. Это меньше, чем у более широкого S&P 500. Учитывая его ориентацию на будущее, это привлекательная оценка в долгосрочной перспективе.

  4 из 7

  Texas Instruments

  • Рыночная стоимость: 177,6 миллиарда долларов
  • Дивидендная доходность: 2,2%
  • Специальность: Цифровая обработка сигналов

  Скучно с лучшей стороной роста может быть способ описания Texas Instruments (TXN, 192,30 $).

  TXN набирает обороты на базовых аналоговых микросхемах и графических калькуляторах.Компания существует с 1950-х годов, и многие из самых ранних достижений в области транзисторов и интегральных схем были сделаны здесь. Этот бизнес по-прежнему актуален: в прошлом квартале компания Texas Instruments принесла около 3,3 млрд долларов дохода от аналоговой продукции, что составляет примерно 76% от общего объема продаж.

  Настоящая победа в том, что Texas Instruments использует собственные литейные предприятия, а не третьих лиц. Это позволило изолировать его от нынешней нехватки микросхем.

  Еще лучше его история инноваций в мире полупроводников.TXN не останавливается на достигнутом. За последние пять лет компания незаметно и быстро превратилась в производителя специальных чипсов. В наши дни Texas Instruments предлагает множество высокотехнологичных решений, охватывающих Интернет вещей, автоматизацию, возобновляемые источники энергии, биосенсоры, проекционные дисплеи и многое другое.

  Сочетание высокоприбыльных специализированных полупроводников в сочетании с устойчивым аналоговым бизнесом привело к созданию механизма роста денежного потока. В прошлом году во время пандемии маржа свободного денежного потока TXN составила 38%.

  Texas Instruments тоже не скупится на эти деньги. Фирме удавалось увеличивать дивиденды в течение последних 17 лет подряд, в том числе на 13% прямо в разгар пандемии. Она также является чемпионом по обратному выкупу акций, выкупив акций на 2,6 миллиарда долларов в 2020 году.

  В целом, Texas Instruments представляет собой одну из наиболее стабильных и зрелых компаний полупроводниковых компаний с большим ростом в резерве.

  5 из 7

  ASML Holding

  • Рыночная стоимость: 290 долларов США.8 миллиардов
  • Дивидендная доходность: 0,5%
  • Специальность: Системы фотолитографии

  Есть хороший шанс, что вы никогда не слышали о ASML Holding (ASML, 690,84 доллара). Но фирма жизненно важна для отрасли. В отличие от остальных производителей полупроводников в этом списке, ASML на самом деле не производит и не проектирует микросхемы.

  Он создает оборудование, необходимое для производства полупроводников. И, что более важно, продвинутые и специальные полупроводники.

  ASML — одна из немногих игр в городе, когда речь идет о литографических системах в крайнем ультрафиолете (EUV). Эти системы используют свет для печати схемных рисунков на кремниевых пластинах. EUV действительно позволяет вам упаковать нанометры и расширить вычислительную мощность в ограниченном пространстве. Без него все производители специализированных полупроводников в этом списке остались бы без работы.

  Этот факт превратил ASML в машину прибылей и денежных потоков. За последний квартал производитель оборудования сообщил о продажах в размере 5,2 миллиарда долларов.Не так уж и плохо, учитывая, что за квартал было продано всего 76 единиц литографии. Выигрыш в том, что его оборудование имеет очень высокую цену и наценку. Валовая прибыль за квартал составила 53,9%. Это помогло увеличить прибыль на акцию в первом квартале на 244% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

  «Создание цифровой инфраструктуры с такими факторами долгосрочного роста, как 5G, AI и высокопроизводительные вычислительные решения, подпитывает спрос на современные и зрелые узлы в логике, а также памяти», — сказал генеральный директор компании Питер Веннинк.

  Другими словами, если вам нужны технологические тенденции и инновации, вам придется перейти на ASML, чтобы это произошло. Таким образом, теперь компания прогнозирует, что общий доход вырастет на 30% в течение всего 2021 года.

  Все это ставит ASML на перспективу P / E на уровне 46. Недешево, но, учитывая его важность в мире полупроводников, это оправдано.

  6 из 7

  Taiwan Semiconductor

  • Рыночная стоимость: 623,2 миллиарда долларов
  • Дивидендная доходность: 1.5%
  • Специальность: Производство микропроцессоров

  Что касается запасов полупроводников, Taiwan Semiconductor (TSM, 120,16 долл. США), возможно, может быть самым важным в мире. И все же TSM фактически не владеет какой-либо интеллектуальной собственностью, связанной с его дизайном.

  TSM — это литейный завод, то есть он действует как сторонний производитель для других фирм. Производство полупроводников — сложный и дорогостоящий процесс. С этой целью подавляющее большинство компаний обращаются к литейным предприятиям для производства своих чипов.

  Выигрыш для Taiwan Semiconductor заключается в том, что в 1980-х годах она создала чистую литейную модель и воспользовалась своим статусом первопроходца, чтобы стать крупнейшим производителем микросхем на планете. Только в прошлом году компания произвела 11 617 различных разновидностей чипов для более чем 500 различных клиентов. В целом TSM занимает 57% литейного рынка.

  Эти различные разновидности включают логические и специальные микросхемы. За последние несколько лет компания Taiwan Semiconductor потратила значительные капитальные затраты на расширение производства специализированных микросхем. Ожидается, что этот рост и расходы продолжатся.

  TSM планирует потратить более 28 миллиардов долларов только в этом году и более 100 миллиардов долларов в течение следующих трех лет. По данным Fortune, финансовый директор компании Венделл Хуанг заявил, что основная часть этих расходов будет направлена ​​на самые передовые процессы TSM, а именно на 7-, 5-нм и 3-нм чипсеты.

  Эти расходы, вероятно, помогут TSM сохранить лидерство над более мелкими конкурентами, такими как Samsung и Intel (INTC), которые недавно объявили о значительных расходах на продвинутые чипы.

  Учитывая, что TSM является ведущим производителем микросхем в то время, когда наблюдается нехватка полупроводников, он стал немного дороже, с коэффициентом P / E 32,5. Но тем инвесторам, которые хотят сделать решительный шаг сегодня, выплачиваются растущие дивиденды, пока они ждут.

  7 из 7

  iShares Semiconductor ETF

  • Активы под управлением: 6,8 миллиарда долларов
  • Расходы: 0,46%, или 46 долларов в год на каждые вложенные 10000 долларов

  В эти дни есть ETF для всего. Акции полупроводников ничем не отличаются. А учитывая общую отдачу и важность отрасли для современного мира, это тот случай, когда широкое мышление может быть хорошей ставкой.

  iShares Semiconductor ETF (SOXX, 454,22 доллара США) — это способ сделать эту ставку.

  Индекс SOXX недавно был изменен на индекс ICE Semiconductor Index от PHLX SOX Semiconductor Sector Index, но идея осталась прежней.

  ETF отслеживает корзину из 30 различных наименований полупроводников, включая разработчиков микросхем, производителей оборудования и литейные заводы, обеспечивая хорошо сбалансированный и широкий подход к владению сектором.Все акции в этом списке включены в фонд, при этом NVDA является главным держателем.

  И у ETF довольно успешная история. За последние 10 лет, закончившихся в мае, SOXX удавалось приносить в среднем 23,5% годовых. Это было с его ранее отслеживаемым эталоном, но текущий индекс фонда имеет очень похожую конструкцию. Новый индекс ETF тоже показал себя хорошо. С начала года доходность iShares Semiconductor ETF составила почти 20%.

  Индексный переключатель был для iShares в большей степени способом снизить эксплуатационные расходы.Говоря об этих расходах, SOXX имеет низкий коэффициент затрат 0,46%.

  В конце концов, для инвесторов, которые хотят стать опорой технологий и добавить порцию полупроводников в свой портфель, iShares Semiconductor ETF — простой и недорогой способ сделать это.

  Узнайте больше о SOXX на сайте провайдера iShares.

  Страница не найдена | Добавочный номер UC Berkeley

  В этом заявлении объясняется, как мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте. Для получения информации о том, какие типы личной информации будут собираться при посещении веб-сайта и как эта информация будет использоваться, см. Нашу политику конфиденциальности.

  Как мы используем файлы cookie

  Все наши веб-страницы используют файлы cookie. Файл cookie — это небольшой файл из букв и цифр, который мы размещаем на вашем компьютере или мобильном устройстве, если вы согласны. Эти файлы cookie позволяют нам отличать вас от других пользователей нашего веб-сайта, что помогает нам обеспечить вам удобство при просмотре нашего веб-сайта и позволяет нам улучшать наш веб-сайт.

  Типы файлов cookie, которые мы используем

  Мы используем следующие типы файлов cookie:

  • Строго необходимые файлы cookie — они необходимы, чтобы вы могли перемещаться по веб-сайтам и использовать их функции.Без этих файлов cookie не могут быть предоставлены запрашиваемые вами услуги, такие как вход в свою учетную запись.
  • Файлы cookie производительности — эти файлы cookie собирают информацию о том, как посетители используют веб-сайт, например, какие страницы посетители посещают чаще всего. Мы используем эту информацию для улучшения наших веб-сайтов и помощи в расследовании проблем, возникающих у посетителей. Эти файлы cookie не собирают информацию, идентифицирующую посетителя.
  • Функциональные файлы cookie — эти файлы cookie позволяют веб-сайту запоминать сделанный вами выбор и предоставлять больше личных функций.Например, функциональный файл cookie можно использовать для запоминания товаров, которые вы поместили в корзину. Информация, собираемая этими файлами cookie, может быть анонимной, и они не могут отслеживать вашу активность на других веб-сайтах.

  Большинство веб-браузеров позволяют контролировать большинство файлов cookie через настройки браузера. Чтобы узнать больше о файлах cookie, в том числе о том, как узнать, какие файлы cookie были установлены, а также как управлять ими и удалять их, посетите https://www.allaboutcookies.org/.

  Конкретные файлы cookie, которые мы используем

  В приведенном ниже списке указаны файлы cookie, которые мы используем, и разъясняются цели, для которых они используются. Мы можем время от времени обновлять информацию, содержащуюся в этом разделе.

  • JSESSIONID: этот файл cookie используется сервером приложений для идентификации уникального сеанса пользователя.
  • registrarToken: этот файл cookie используется для запоминания товаров, которые вы добавили в корзину.
  • locale: этот файл cookie используется для запоминания ваших языковых и языковых настроек.
  • cookieconsent_status: этот файл cookie используется для запоминания, если вы уже отклонили уведомление о согласии на использование файлов cookie.
  • _ga_UA — ########: Эти файлы cookie используются для сбора информации о том, как посетители используют наш сайт. Мы используем эту информацию для составления отчетов и улучшения нашего веб-сайта. Файлы cookie собирают информацию в анонимной форме, включая количество посетителей веб-сайта, с которых посетители пришли на сайт, и страницы, которые они посетили. Эта анонимная информация о посетителях и просмотрах хранится в Google Analytics.

  Изменения в нашем Заявлении о файлах cookie

  Любые изменения, которые мы можем внести в нашу Политику использования файлов cookie в будущем, будут опубликованы на этой странице.

  Как старая рука, перезвонил на полупроводниковом приборе

  «как старая рука» — это определение.
  Я не могу судить, определяет ли это определение ответ.

  «обратный вызов на полупроводниковом устройстве» — это игра слов.
  «обратный» означает, что буквы должны быть написаны задом наперед.
  «звонил» становится «звонил» («звонок» может быть синонимом «звонка» **).
  ‘on’ — это индикатор шарады (буквы рядом друг с другом).
  «полупроводниковое устройство» становится «светодиодом» (например, светодиод).
  ‘rang’ в обратном порядке дает ‘gnar’.
  ‘gnar’ + ‘led’ = ‘GNARLED’
  

  Можете ли вы помочь мне научиться более?

  (Другие определения для кривого , которые я видел раньше включают «Узловатый и скрученный (из дерева)» , «Узловатый» , «Прочный» , «Завязанное, скрученное (дерево)» , «Старый, извращенный и обветренный» .