PILNE!!! WAŻNE!
Referat na temat : "Zastosowanie półprzewodników, czyli o diodzie (lub tranzystorze lub układzie scalonym)".

Uwzględnić:
budowę elementu półprzewodnikowego,
zasadę działania elementów przewodnikowych,
naszkicować prosty obwód z elem. półprzew.,
naszkicować schemat z połączeniem w kierunku przewodzenia i w kierunku zaporowym,
przedstawić symbol wyst. w schematach elementu półprzewodnikowego.

Błagam o pomoc!

1

Odpowiedzi

2009-04-16T16:56:24+02:00
DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE
Złącze PN stanowi podstawę diod półprzewodnikowych. Rozpatrzmy właściwości złącza poddanego napięciu. Na poniższym rysunku pokazano złącze PN, którego półprzewodnik typu N został połączony z dodatnim, a półprzewodnik typu P z ujemnym biegunem źródła napięcia. Dodatkowo pole elektryczne wytworzone przez źródło napięcia jest skierowane zgodnie z polem ładunków przestrzennych - bariera potencjału zostaje przez to zwiększona, co jeszcze bardziej utrudnia dyfuzję.
http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/kwazar/materia/146180/obrazki/nastrone/zapor.jpg -to jest adres do obrazka !!!!!

Rysunek przedstawia działanie zaporowe złącza:
a) układ połączeń (1 - jon donorowy, 2 - jon akceptorowy); b) wykres potencjału przy wyłączniku w otwartym (3) i zamkniętym (4)

Zjawisko to można wytłumaczyć w ten sposób, że biegun dodatni źródła odciąga elektrony obszaru N od złącza, a biegun ujemny odciąga dziury obszaru P od złącza, wobec czego w strefie złącza jest bardzo mało nośników ładunku elektrycznego, pozostają tylko jony nie przenoszące ładunku. Mówimy, że przy takim połączeniu złącze działa zaporowo. W kierunku zaporowym może płynąć minimalny prąd, zwany prądem wstecznym. Gdy na odwrót połączymy półprzewodnik typu P z dodatnim, a półprzewodnik typu N z ujemnym zaciskiem źródła napięcia, wówczas pole wytworzone przez źródło napięcia jest skierowane przeciwnie do pola do pola warstwy zaporowej.

http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/kwazar/materia/146180/obrazki/nastrone/przew.jpg - obrazek

Rysunek przedstawia złącze w stanie przewodzenia:
a) układ połączeń (1 - jon donorowy, 2 - jon akceptorowy); b) wykresy potencjału przy włączniku w otwartym (3) i zamkniętym (4)

Wtedy bariera potencjału zostanie obniżona, co wyraźnie ułatwia dyfuzję. Elektrony półprzewodnika typu P są odpychane przez biegun ujemny źródła w kierunku warstwy zaporowej i mogą łatwo przekroczyć barierę potencjału. Natomiast dziury półprzewodnika typu N są odpychane przez biegun dodatni źródła w kierunku złącza. Szerokość warstwy jonów ulega zmniejszeniu. Przy takim połączeniu złącza przepływ prądu jest ułatwiony. Kierunek od obszaru P do N nazywamy kierunkiem przewodzenia, a kierunek od obszaru N do P - kierunkiem zaporowym lub wstecznym. Przy polaryzacji złącza w kierunku wstecznym, jeżeli obszar ładunku przestrzennego jest szeroki, to nośniki ładunku przechodząc przez ten obszar nabierają dużej energii. Przy odpowiednio dużej wartości napięcia wstecznego, poruszające się nośniki zderzają się z elektronami znajdującymi się w siatce krystalicznej, przekazując im swoją energię. W wyniku tego elektrony te opuszczają siatkę krystaliczną, stając się elektronami swobodnymi. Są one znów przyspieszane i mogą wygenerować dalsze. Proces nabiera charakteru lawinowego. Wskutek jonizacji lawinowej następuje bardzo duży wzrost liczby przepływających elektronów, a więc bardzo duży wzrost prądu.

http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/kwazar/materia/146180/obrazki/nastrone/chara.jpg

Rysunek przedstawia charakterystykę prądowo-napięciową diody krzemowej

Widać, że złącze PN umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku - w kierunku przewodzenia. Po przekroczeniu tzw. napięcia progowego U(TO) (dla krzemu wynosi ono ok. 0,7V, a dla germanu ok. 0,2V) prąd przewodzenia zwiększa się bardzo szybko. Natomiast przy polaryzacji w kierunku zaporowym prąd jest bardzo mały - wiele tysięcy razy mniejszy niż w kierunku przewodzenia. Mówimy, że złącze PN ma wartości prostownicze. Przy dużym napięciu wstecznym (po przekroczeniu tzw. napięcia przebicia U(BR)) rozpoczyna się zjawisko przebicia lawinowego, a więc szybkie narastanie prądu przy prawie stałym napięciu na diodzie. Może to spowodować zniszczenie diody, jeżeli nie ograniczy się prądu przez włączenie szeregowo dodatkowej rezystancji.
Charakterystyki złączy PN znacznie zależą od temperatury. Przede wszystkim ze zmianami temperatury zmienia się prąd wsteczny. W przybliżeniu zwiększa się on ok. dwukrotnie przy wzroście temperatury o 10K. Zmiany prądu są rzędu 5% przy zmianach temperatury o 1K. Obecnie diody półprzewodnikowe wykonuje się prawie wyłącznie z krzemu, rzadziej z germanu, jako diody ostrzowe i warstwowe.
Diody ostrzowe mają małą obciążalność prądową, ale mogą pracować przy wielkich częstotliwościach (do kilkunastu gigaherców).
Diody warstwowe wytwarzane są głównie z krzemu. Prądy przewodzenia tych diod wynoszą nawet do kilku tysięcy amperów, a napięcie wsteczne do kilku tysięcy woltów.
Diody uniwersalne charakteryzują się niewielkim zakresem dopuszczalnych napięć wstecznych (do kilkuset woltów) i prądów przewodzenia (do kilkuset miliamperów). Częstotliwość ich pracy nie przekracza kilkudziesięciu megaherców. Łącząc taką diodę z rezystorem otrzymuje się najprostszy stabilizator napięcia.
Diody pojemnościowe (warikap) wykorzystują pojemność złącza PN przy jego polaryzacji w kierunku zaporowym. Pojemność ta, rzędu kilkunastu do kilkudziesięciu pikofaradów, zależy od napięcia. Diody te stosuje się np. w odbiornikach radiowych do dostrajania częstotliwości (układy tzw. automatycznej regulacji częstotliwości ARCz), w głowicach telewizyjnych do zmiany i dostrajania kanałów itp.

ps:to co nie potrzebne wykreśl