Notatki z pliku notes/mikro/mikro_0000.00.00.md

Podstawy Mikroelektroniki

Notatki z pliku notes/mikro/mikro_2025.10.01.md

Laby

Intro

  • pierwszy tranzystor ostrzowy

  • pierwsze tranzystory złączowe

  • pierwszy układ scalony

  • powstanie technologii CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) (tranzystor polowy)

Informacja

w dzisiejszych czasach zasßpeuje się rezystory i kondensatory tranzystorami, bo tranzystory są najmniejsze i najtańsze.

Parametry tranzystora

Przy produkcji ukłądów scalonych określa się parametr \(L_{min}\) czyli najniższa szerokość kanału.

Notatki z pliku notes/mikro/mikro_wyklad_yt.md

Notatki z wykładu na youtube

https://www.youtube.com/watch?v=yQDfVJzEymI&list=PLyYrySVqmyVPzvVlPW-TTzHhNWg1J_0LU

Półprzewodniki

Istnieją 2 sposoby przenoszenia ładunków w półprzewodniku:

  • elektrony

  • dziury

Ważne

Przenoszenie poprzez dziury jest wolniejsze niż poprzez elektrony gdyż technicznie wymaga ono uwolnienia elektronu z jednego wiązania i wychwyt przez wiązanie “z dziurom”

Definicja eV

Elektroo-volt, to ilość energii potrzebnej, aby przetransportować jeden elektron przez różnicę potencjałów jednego volta.

Wzór na ilość wolnych elektronów w półprzewodniku:

\[ n_i = 5.2 \cdot 10^{15} T^{\frac{3}{2}} \exp\left(-\frac{E_g}{2kT}\right) \]

Gdzie:

  • \(T\) - temperatura bezwzględna

  • \(E_g\) - przerwa energetyczna

\(E_g\) [eV]

Atom

0.67

German

1.12

Krzem

2.5

Diament

Informacja

Wiemy, że diament jest izolatorem, dlatego jego energia jest tak duża.

Wskazówka

Wiemy, że dla krzemu \(n_i \approx 10^{10}\)

Oznaczmy:

  • \(n\) - koncentracja (liczba / gęstość) wolnych elektronów

  • \(p\) - koncentracja dziur

Wskazówka

Dla krzemu niedomieszkowanego (czystego) \(n = p = n_i\)

Domieszkowanie pozwala nam zwiększyć liczbę elektronów/dziur w półprzewodniku. Domieszkujemy atomy z 5 lub 3 elektronami walencyjnymi.

Przykładowo, gdy chcemy zwiększyć liczbę elektronów, dodajemy atomy fosforu w liczbie \(N_D\) (donorów) (zazwyczaj między \(10^{15}\) a \(10^{17} \frc{atom}{cm^3}\) atomów). Jak widać, liczba domieszkowanych atomów znacząco przeayższa liczbę wolnych elektronów natywnie w krzemie \(\Rightarrow n \approx N_D\). Można także stwierdzić, że \(n\cdot p = n_i^2\).

Domieszkowanie

https://www.youtube.com/watch?v=NWolpDgi6_Y&list=PLyYrySVqmyVPzvVlPW-TTzHhNWg1J_0LU&index=2

Gdy dodajemy \(N_D\) atomów donorowych (np. fosforu) na \(cm^3\), przyjmójemy że w materiale będziemy mieć \(N_D\) wolnych nośników (tu elektronów).

Wskazówka

Zakładamy, że \(N_D \gg n_i\)