Fizyka Prezentacja na temat: „Półprzewodniki i urządzenia półprzewodnikowe” MATEUSZ DOBRY Kraków, 2015/2016

Wstęp Michał Faraday jako pierwszy zauważył, że niektóre materiały wykazują ujemny współczynnik zmian oporu wraz z temperatura czyli wraz ze wzrostem temperatury ich opór maleje.

Podstawowe właściwości charakterystyczne dla półprzewodników: Ujemny współczynnik temperatury zmian oporu, Opory właściwe w przybliżeniu 106 do 10-3 Ω (przewodniki 10-6 Ω, izolatory 1012 Ω), Na ogół wysoka wartość siły termoelektrycznej, Zjawiska prostownicze lub co najmniej właściwości nieomowe, Czułość na światło objawiająca się pojawieniem napięcia fotowoltaicznego lub zmianami oporu.

Czym jest półprzewodnik? Półprzewodnik jest to materiał wykazujący w określonych warunkach własności izolatora (ciała nie przewodzącego elektryczności) a w innych - właściwości przewodnika prądu.

Krzem i german

Przewodnik Półprzewodnik Izolator Pasmo walencyjne Pasmo wzbronione Pasmo przewodnictwa

Rodzaje półprzewodników Półprzewodniki można podzielić na: Półprzewodniki samoistne Półprzewodniki niesamoistne

Półprzewodniki samoistne Są to pierwiastki lub związki chemiczne jak np. german czy krzem, które w swej budowie wewnętrznej nie zawierają żadnych domieszek ani defektów sieci krystalicznej, są idealnie czyste.

Półprzewodniki samoistne X L W T = 0 K Wc pasmo przewodzenia Wg Wg pasmo wzbronione Wy pasmo walencyjne 0,1 eV < Wg <2 eV

Półprzewodniki samoistne Wc Wg Wv X L W T >0 K Foton pasmo przewodzenia pasmo wzbronione pasmo walencyjne

Półprzewodniki niesamoistne Półprzewodnik niesamoistny tworzy się poprzez dodanie do sieci krystalicznej monokryształu czystego półprzewodnika atomów pierwiastka pięciowartościowego, np. w sieci krystalicznej krzemu znajduje się fosfor lub arsen. Powstaje wówczas tzw. półprzewodnik domieszkowany, a ten inny atom nazywamy domieszką.

Podział półprzewodników niesamoistnych: Półprzewodniki typu „n” Półprzewodniki typu „p”

Półprzewodniki typu „n”

Półprzewodniki typu „n”

Półprzewodniki typu „n” Pasmo walencyjne Poziom donorowy Pasmo przewodnictwa (nadmiar elektronów) Elektrony X W

Półprzewodniki typu „p”

Półprzewodniki typu „p”

Półprzewodniki typu „p” Pasmo walencyjne (nadmiar dziur) Poziom akceptorowy Pasmo przewodnictwa Dziury X W

Urządzenia półprzewodnikowe Dioda półprzewodnikowa Tranzystor Tyrystor Lasery półprzewodnikowe Hallotron Termistor

Dioda półprzewodnikowa Dioda półprzewodnikowa w rzeczywistości jest złączem p-n. Jak sama nazwa mówi złącze p-n składa się z warstwy „p” oraz warstwy „n”. Są to warstwy będące półprzewodnikami.

Dioda półprzewodnikowa

Tranzystor Tranzystor to element półprzewodnikowy służący do sterowania wartością natężenia prądu. Tranzystor składa się z trzech szeregowo połączonych warstw półprzewodników: n, p, n lub p, n, p.

Tranzystor Każda z warstw ma swoją nazwę: emiter, baza, kolektor.

Zastosowanie Głównie w elektronice jako diody, tranzystory, tyrystory i inne urządzenia, Urządzenia do pomiarów temperatury, np. termistory, W urządzeniach alarmujących o wysokiej temperaturze, np. w łożyskach, Przyrządy do pomiarów ciśnienia lub natężenia pola magnetycznego.

Bibliografia [1] Borczyński J., Podzespoły elektroniczne: półprzewodniki, diody, Oficyna Wydawnicza A&Z, Warszawa 1993. [2] Łaniecki W., Półprzewodniki. Cz. 1, Państwowe Wydawnictwa Techniczne, Warszawa 1951. [3] Niemcewicz L., ABC elektroniki : półprzewodniki, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1964. [4] Niemcewicz L., Lampy elektronowe i półprzewodniki, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1975. [5] Smith R. A., Półprzewodniki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1966. [6] Materiały ze stron oraz publikacji internetowych.

Dziękuję za uwagę.