Materiale Componente şi Circuite Pasive etc.tuiasi.ro / mccp

1. Materiale Componente şi Circuite Pasivewww.etc.tuiasi.ro/mccp s.l.dr.ing. Ţigăeru Liviu

2. Modul de acordare a notei la disciplina MCCP • NF = 0.4xE + 0.3xT + 0.3xL • NF = nota finalăla disciplina MCCP • E = nota obţinută la examenul din sesiune • Examenul se poate da în oricare sesiune, dacă sunt îndeplinite condiţiile stabilite de decanat (taxe de reexamniare plătite, etc.) • Tipul examinării: lucrare scrisă: probleme şi întrebări • T = nota obţinută la testul semestrial: - se va da în săptămâna 8! • Testul se dă numai în timpul semestrului! • Tipul testării: lucrare scrisă: probleme şi întrebări • L = nota obţinută la laborator • Prezenţa la orele de laborator este obligatorie; absent la laborator reprezintă nepromovarea disciplinei! • Activitatea în timpul semestrului: • Test final din lucrările de laborator Numărul de credite = 4

3. Materiale permise/interzise în timpul testului semestrial, respectiv a examenului • Materiale permise: • Calculator de buzunar: este necesar pentru calcule • Tabel cu formule descărcat de pe pagina web a cursului • Materiale interzise: • Telefon mobil! • Curs sau cărţi; alte documentaţii. • Frauda se pedepseşte cu întocmirea unui referat care se va discuta în consiliul profesoral; 2 referate = exmatricularea din facultate.

4. Conţinutul cursului Materia pentru testul semestrial • Săptămânile 1-6: materiale electronice • Materiale semiconductoare • Materiale conductoare • Materiale izolatoare • Materiale magnetice • Săptămânile 7-9: Componente pasive • Rezistorul • Condensatorul • Bobina • Săptămânile 10-14: Circuite pasive • Divizoare cu componente pasive • Circuite pasive de ordinul 1. • Circuite pasive de ordinul 2. Materia pentru examen

5. Curs 01 Materiale electronice

6. Materiale electronice D.p.d.v a conductibilităţii electrice: • Materiale conductoare • Materiale semiconductoare • Materiale izolatoare (dielectrice) Conductibilitatea electrică a materialelor este determinată de apariţia purtătorilor de sarcină electrică, în anumite condiţii energetice şi de deplasarea acestora prin structura materialului respectiv. Apariţia unui curent electric în structura unui material presupune deplasarea unor purtători de sarcină electrică prin structura materialului respectiv.

7. Modelul benzilor energetice al corpului solid • permite descrierea purtătorilor de sarcină • conform modelului electronii unui atom ocupă diverse nivele energetice care pot fi grupate în benzi energetice:

8. Tipuri de benzi energetice • Banda de valenţă: • electroni de valenţă • electronii de valenţă sunt fixaţi în legături covalente • sunt electroni imobili => nu pot participa la fenomenele de conducţie • Banda de conducţie: • Electroni de conducţie • sunt electroni liberi: se pot deplasa prin structura internă a materialului => participă dla fenomenle de conducţie • Banda interzisă: • electronii nu pot ocupa nivele energetice în înteriorul acestor benzi

9. Diagrama benzilor energetice a materialelor electronice Permite clasificarea materialelor d.p.d.v a conductibilităţii electrice. Materiale conductoare: conducţia curentului electric este asigurată de electronii de conducţie. Materiale semiconductoare şi izolatoare: conducţia curentului electric este asigurată de electronii de conducţie şi de goluri.

10. Golul – purtător de sarcină electrică pozitivă fictiv Banda de conducţie electron conductie Banda interzisă aport energetic gol Banda de valenţă

11. Materiale semiconductoare • Utilizate la fabricarea dispozitivelor semiconductoare (tranzistoare, diode) şi a circuitelor integrate. • Materiale semiconductoare intrinseci (pure) • Materiale semiconductoare extrinseci (dopate cu impurităţi).

12. Materiale semiconductoare intrinseci Atomul de Siliciu cei 4 electroni de valenţă participă la formarea legăturilor covalente

13. Generarea şi recombinarea purtătorilor de sarcină în semiconductoare • Purtătorii de sarcină sunt electronii de conducţie şi golurile • Generarea se realizează prin ruperea legăturilor covalente şi se face în perechi: un electron de conducţie generat implică un gol generat => concentraţia de electroni de conducţie = concentraţia de goluri. • Recombinarea – dispariţia purtătorilor de sarcină; se realizează prin revenirea spontană a electronilor din banda de conducţie în banda de valenţă; dispariţia purtătorilor de sarcină se realizează în perechi.

14. Concentraţia purtătorilor de sarcină într-un semiconductor intrinsec n= concentraţia de electroni de conducţie la echilibru termic p = concentraţia de goluri la echilibru termic ni= concentraţia intrinsecă Concentraţia intrinsecă depinde de temperatură şi de EG ni = 1,451010cm-3 pentru siliciu, T=300K ni = 21013cm-3, pentru germaniu, T=300K

15. Materiale semiconductoare extrinseci • Se obţin prin doparea materialului semiconductor intrinsec cu atomi de impuritate (din grupele III şi V). • De tip N: atomi de impuritate din grupa V • De tip P: atomi de impuritate din grupa III

16. Materiale semiconductoare extrinseci de tip N • Se obţin prin doparea materialului semiconductor intrinsec cu atomi de impuritate pentavalenţi (grupa V) • În urma dopării sunt generaţi electroni de conducţie; prin dopare nu sunt generate goluri => concentraţia de electroni de conducţie >> decât cea de goluri • Este prezent şi fenomenul de generare termică a purtătorilor de sarcină dar, pentru temperaturi normale (250C) concentraţia de purtători de sarcină astfel generaţi este neglijabilă în raport cu concentraţia electronilor de conducţie generaţi prin dopare. • Electronii de conducţie – purtători de sarcină majoritari • Golurile – purtători de sarcină minoritari. el. conducţie goluri Dopare: n1 Generare termica: n2 = p2<< n1 Total: n1+n2 >> p2 majoritari minoritari

17. Materiale semiconductoare extrinseci de tip P • Se obţin prin doparea materialului semiconductor intrinsec cu atomi de impuritate trivalenţi (grupa III) • În urma dopării sunt generate goluri; prin dopare nu sunt generati electroni de conducţie => concentraţia de goluri >> decât cea de electroni de conducţie • Este prezent şi fenomenul de generare termică a purtătorilor de sarcină dar, pentru temperaturi normale (250C) concentraţia de purtători de sarcină astfel generaţi este neglijabilă în raport cu concentraţia electronilor de conducţie generaţi prin dopare. • Golurile – purtători de sarcină majoritari • Electronii de conducţie – purtători de sarcină minoritari. goluriel. conducţie Dopare: p1 Generare termica: p2 = n2<< p1 Total: p1+p2 >> n2 majoritari minoritari