Elektrotechnika elektronika miernictwo.pdf

(1375 KB) Pobierz
Elektrotechnika elektronika miernictwo
Franciszek Gołek
(golek@ifd.uni.wroc.pl)
www.pe.ifd.uni.wroc.pl
Wykład 7.
Diody
Początki
W 1799 roku A.G.A. Volta buduje ogniwo elektryczne (baterię) co pozwoliło na
rozszerzenie eksperymentów z prądami elektrycznymi.
W latach 1825 - 1826 niemiecki fizyk, profesor politechniki w Norymberdze i
uniwersytetu w Monachium G.S. Ohm odkrywa proporcjonalność między
napięciem i natężeniem prądu – dla wielu materiałów.
W 1874 r. F. Braun odkrywa, że kryształy w pewnych warunkach przewodzą
prąd tylko w jedną stronę (nie działa prawo Ohma).
Kryształkiem była galena – siarczek ołowiu
W latach 1881 - 1882 T. A.
Edison
i jego asystent
W. J.
Hammer
pracują nad ulepszaniem
opatentowanych w 1879 r. próżniowych żarówek.
Podwójna dioda AZ-4
Polskiej firmy DOLAM
W tym wykładzie omówimy złącza p-n i diody. Pominiemy
zgłębianie ilościowe fizyki zjawisk w elementach elektronicznych.
Takie podejście jest dla elektroników nieefektywne. Elektronicy
ograniczają się do poznania zjawisk fizycznych w złożonych
elementach elektronicznych w zakresie jakościowym i koncentrują
się raczej na analizie charakterystyk prądowo napięciowych (i-v) i
czasowych (szybkość przełączenia, czas propagacji sygnału) oraz
na modelach obwodów z tymi elementami.
Elektrony w atomach i substancjach znajdują się na różnych głębokościach energetycznych.
Początkowo podstawowym materiałem w technologii
półprzewodnikowej był german między innymi ze względu na
niską temperaturę topnienia 990°C. Szybko jednak okazało się, że
na podłożu krzemowym (temperatura topnienia krzemu: 1410°C)
można łatwo uformować stabilny tlenek (SiO
2
) a na germanie nie.
Ponadto napięcie przebicia dla tlenku krzemy jest wyższe niż dla
tlenku germanu. Poczynając od lat 1960-tych krzem dominuje w
technologii elementów elektronicznych.
Warto porównać przewodności metalu np.
miedzi: 0.59
10
6
S/cm;
izolatora np.
szkła: 10
-16
- 10
-13
S/cm
oraz półprzewodnika
np.
krzemu: 10
-6
do 10
2
S/cm.
Zgłoś jeśli naruszono regulamin