+
Полупроводници, ПН спојеви, диоде...

Полупроводници, ПН спојеви, диоде...

Description:

Најважније из градива електронике (1. део 1. полугодишта) за 2. разред електротехничке школе !

(more)
See More
Try a College Course Free

Sophia’s self-paced online courses are a great way to save time and money as you earn credits eligible for transfer to over 2,000 colleges and universities.*

Begin Free Trial
No credit card required

25 Sophia partners guarantee credit transfer.

221 Institutions have accepted or given pre-approval for credit transfer.

* The American Council on Education's College Credit Recommendation Service (ACE Credit®) has evaluated and recommended college credit for 20 of Sophia’s online courses. More than 2,000 colleges and universities consider ACE CREDIT recommendations in determining the applicability to their course and degree programs.

Tutorial

intro

diode - intro

Основни појмови

Кристали су чврсти материјали који се састоје од атома поређаних по тачно одређеном распореду у структуре које се зову решетке - кристалне решетке.

Полупроводници су елементи и једињења која леже на граници између проводника, у којима има у изобиљу слободних електрона потребних за електричну струју, и изолатора који практично и немају слободних електрона. Si, Ge и GaAs су три најчешће коришћена полупроводника.

Генерација (производња) парова електрон-шупљина је процес при коме неки електрони добијају довољну енергију тако да могу раскинути ковалентне везе и постати слободни. На месту где је био електрон, остаје шупљина.

Рекомбинација је процес супротан генерацији и то је појава неутрализације шупљине електроном. Слободни електрони заузимају празна места у ковалентним везама – шупљине, што доводи до нестанка пара покретних носилаца – електрон се везује, а шупљина попуни.

Струја дифузије је усмерено кретање наелектрисаних честица које настаје ако је концентрација слободних носилаца наелектрисања на крајевима полупроводника различита. Тада постоји тежња да се концентрација изједначи, па се честице крећу од места веће, ка месту мање концентрације.

Струја дрифта је усмерено кретање наелектрисаних честица које настаје када постоји електрично поље у полупроводнику. Тада се позитивно наелектрисане шупљине се крећу ка негативном крају – у смеру електричног поља, а електрони бивају привучени позитивном крају и крећу се у смеру супротном од смера електричног поља.

Допирање технолошки поступак контролисаног додавања, убацивања примеса – ради повећања проводности полупроводника, односно стварања полупроводника одређеног типа.

Примесе (нечистоће) су пето- или тро- валентни атоми који се контролисано убацују у полупроводник ради повећања проводности полупроводника, односно стварања полупроводника одређеног типа.

Донори су 5-то валентне примесе које, убацивањем у полупроводник дају слободне електроне, постајући позитивно наелектрисани јони. То су: P(фосфор), As(арсен), Sb(антимон)...

Акцептори су тровалентне примесе које, убацивањем у полупроводник лако захватају четврти електрон полупроводника и тако стварају слободне шупљине, постајући негативно наелектрисани јони. То су: B(бор), Al(алуминијум), Ga(галијум), In(индијум)...

Полупроводник Н-типа је полупроводник који садржи 5-то валентне примесе и у коме су већински (главни) носиоци наелектрисања негативни - слободни електрони.

Полупроводник П – типа је полупроводник који садржи 3-то валентне примесе и у коме су већински (главни) носиоци наелектрисања позитивно наелектрисане шупљине.

ПН спој представља физички јединствен комад полупроводника који је у једном делу запремине допиран претежно акцепторима (П –тип), а у другом делу претежно донорима (Н-тип).

Област просторног товара – ОПТ (или прелазна, осиромашена област, запречни слој) је област у којој се налазе некомпензовани негативно наелектрисани јони акцептора и некомпензовани позитивно наелектрисани јони донора. Налази се на граници додира П и Н подручја у ПН споју. Ту је нарушена електрична неутралност јер нема слободних електрона и шупљина, и зато се у њој јавља електрично поље усмерено од слоја са позитивним ка слоју са негативним просторним наелектрисањем тј. од Н ка П делу ПН споја.

Контактна разлика потенцијала (потенцијална баријера) је потенцијална разлика настала на месту нехомогености материјала или на контакту два различита материјала.

Поларизација - прикључење на једносмерни извор напајања.

Директно поларисан ПН спој је онај код кога је П област прикључена на позитиван пол спољашњег извора ( батерије), а Н област на негативан пол.

Инверзно поларисан ПН спој је онај код кога је П област прикључена на негативан, а Н област на позитиван пол спољашњег извора напајања.

Напон прага провођења Up представља напон при директној поларизацији ПН споја при коме струја достиже 1% од своје номиналне вредности. Код Si овај праг износи (0.6 – 0.7) V , а код Ge (0.2 - 0.4) V.

Напонски (електрични) пробој ПН споја је појава наглог повећања струје инверзно поларисаног споја при довољно великим инверзним напонима. Два најзначајнија напонска пробоја су: лавински и Ценеров пробој.

Диода - најједноставнији полупроводнички елемент. Полупроводнички ПН спој са 2 метална прикључка (анодом и катодом) и у одговарајућем кућишту. Њена основна особина је та што показује изразито усмерачко својство да електричну струју пропушта само у једном смеру.

Струјно-напонска карактеристика ПН споја (диоде) је крива која представља промену струје кроз ПН спој у зависности од различитих вредности прикљученог напона.

Планарна технологија је поступак израде (дискретних-појединачних елемената и интегрисаних кола) код ког се све технолошке операције врше са исте стране полупроводничке плочице. Састоји се од низа планарних процеса: епитаксијалног раста кристала, оксидације, фотолитографије, дифузије и метализације-израде електричних веза.

Усмерачи (исправљачи) су уређаји који служе за претварање наизменичног, најчешће мрежног напона у једносмерни. Постоје једнострани и двострани.

Ценерове диоде (стабилизаторске, референтне) - све диоде које раде у области инверзних пробојних напона.

dioda

Na slici 7.1. postoji štamparska greška: u n-tipu slobodni elektron je označen kao slobodna šupljina, i u p-tipu  šupljina je označena kao slobodni elektron!

ПН спојеви и диоде

Погледајте презентацију

Образовање ПН споја

Које све наелектрисане честице, покретне и непокретне, позитивне и негативне и у којој концентрацији, постоје у НП споју?

Примена диода