Kristalldiode

Eine Halbleiterdiode - eine elektrische Vorrichtung mit einem p-n-Übergang, eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist. Die Vorrichtung zur Strom Rektifikation verwendet, ein Teil der Brücken der verschiedenen Arten. Halbleiter-Dioden-Schaltung ist auf dem dunkele angegeben (weniger transparent) Dreieck mit einem Scheitelpunkt und senkrecht Merkmale an der Kathode (n-Bereich).

Grundlegende Begriffe und Definitionen

Durch die Halbleiterdiode an eine Anzahl von Klassen angenommen wird, mit Recht als eine getrennte Familie identifiziert. Diese varicap, Zener-Dioden, LEDs, und so weiter. Allgemein wird Vorhandensein eines einzigen p-n-Übergang. Röhrengleichrichter-Dioden sind auch genannt wird. In diesem Zusammenhang und anwendbaren Halbleiter epithet Gegenwart von p-n-Übergang zu beachten.

Die Dioden sind für ausgeprägte Gleichrichtereigenschaften geschätzt. Der Strom fließt durch den p-n-Übergang in eine Richtung, die eine große Vielzahl von technischen Problemen lösen. Masse angelegt Eigenschaften von Halbleitern und integrierten Schaltungen Rektifizieren, einschließlich Kristalle. Obwohl die Prozessoren zum größten Teil auf dem Substrat ausgebildet sind, die Transistoren enthalten vorwärts als zwei Halbleiterdiode betrachtet. Die Redundanz wird durch die Vereinigung des technologischen Zyklus gerechtfertigt.

Gleichrichtenden Eigenschaften von Halbleiterdioden sind am Beispiel des Kupfersulfid. Das ist schwierig, nicht in den unten stehenden historischen Informationen zu lesen. Außerdem werden die Halbleiterdioden, basierend auf irgendwelchen natürlichen Mineral Nichtmetallen IV, V und VI-Gruppen verschiedene Oxide, Legierungen der organischen Farbstoffe (LEDs für die angegebene Klasse verwendet Substanzen).

Die Geschichte der Entwicklung der Halbleitertechnologie

Die ersten „Kristall“ Dioden

Entgegen den Gleichrichtereigenschaften der Metall-Halbleiter (Schottky-Diode) sind seit langem der landläufigen Meinung bekannt. Im Großen und Ganzen begann Halbleitertechnologie sprunghaft nach dem Zweiten Weltkrieg zu entwickeln. Die Ursachen des Vorfalls:

1. Im Krieg führte die Mehrheit der Länder die Erforschung neuer Technologien. Zum Beispiel wurde ich geboren und wurde sofort geheimen Transistor gehalten. Sowie der erste Operationsverstärker das Flak Flugabwehrsystem zum Antrieb verwendet werden. Diese Erfindung könnte verwendet werden, um das Licht zu sehen, das erste Werk, in dem genannten Bereich wurde zu Beginn der 30-er Jahre des XX Jahrhunderts.
2. Etwa 10 Jahre vor dem Ausbruch des Zweiten Weltkrieges, erschienen die meisten Länder im Laufe zukünftiger Ereignisse. Es überrascht nicht, wurde das geheim gehalten Favoriten Informationen.
3. Wenn wir in Betracht ziehen, die das faschistische Deutschland, die Regierung aus Gründen der lang gehegte Feindschaft weigert sich, mit den anderen europäischen Mächten zu kommunizieren. Anlass war das Ergebnis des Ersten Weltkriegs.

So begann die Halbleitertechnologie in den Bedingungen der neu geschaffenen Vereinten Nationen zu entwickeln, Frieden im Land zu gewährleisten, und erhielt seine Urkunde. Rektifizierende Eigenschaften von Halbleitern sind deutsche Wissenschaftler Karl Ferdinand Braun, Holen Sie sich auf mit einem Paar von Marconi den Nobelpreis für die Entwicklung des drahtlosen Telegraphen (Radio) in 1909. Leider gibt es keine Möglichkeit, einen Job zu übersetzen zu finden, veröffentlicht in der Zeitschrift Annalen der Physik und Chemie im Jahre 1874 unter der Nummer 153 «Ueber Stromleitung Durch Schwefelmetalle sterben».

Zwei Jahre zuvor im März 1872 erhielt Karl seine Promotion für seine Arbeit im Bereich der schwingenden Saite. Dann bleibt an der Berliner Universität. Wissenschaftlicher Leiter des Werkes, Georg Quincke wurde nach Würzburg zugewiesen, und beide folgen, wo der Schwerpunkt auf der Leitfähigkeit der Materialien ist. einen Bericht über den Durchgang von Strom durch das geschmolzene Salz und die Gleichrichtereigenschaften der Gasschichten mit unterschiedlichen Leitfähigkeits veröffentlicht. Zunächst fasziniert von Bleisalzen, erreichte Carl Braun schließlich zu Kupfersulfid.

23. November 1874 im Lichte der Arbeitsfunktion für eine Diskussion von künstlichen und natürlichen Proben von Material aus dem Gesichtspunkt der elektrischen Leitfähigkeit. Ausgewählt zeigte der Unterschied im Widerstand abhängig von der Richtung ist 30%. Es wird festgestellt, dass in einer Richtung der Leitfähigkeit der Probe auf der Stromstärke des Stroms durch das Galvanometer gemessen abhängt. So entdecken wir und nicht-linearen Materialeigenschaften, die jetzt von Halbleiterdioden ausgestellt. Zugleich war der Effekt in Abhängigkeit von der Methode der Anwendung von metallischen Elektroden, was anzeigt, detektiert Anisotropie Qualitäten.

Zu dieser Zeit war es unerklärlich geschieht betrachtet, widersprach das beobachtete Ergebnis der bekannten wissenschaftlichen Fakten. Heute ist bekannt, dass ein Metall-Halbleiter hat gleichrichtenden Eigenschaften auf einem Niveau mit dem p-n-Übergang. Der Unterschied ist, dass die erste Spannung weniger abfallen. Dementsprechend werden Dioden als Gleichrichter Schottky-Halbleiter in den Ausgangsstufen der Stromversorgung verwendet wird. In dieser Zeit Werner Siemens unilateral Leitfähigkeit Selen Kristalle entdeckt. Aber Brown hinzugefügt eine andere Reihe von Materialien, unter anderem - psilomelane (Manganerz), die ersten antennal (dot) Diode zu schaffen.

Ein erster Detektor für Radio

Brown Ideen gefunden praktische Anwendung Jagadis Chandra Bos, sammelte ersten Detektor für eine Funkfrequenz eines Millimeterwelle Galenit (Bleisulfid) und eine US-Patent mit der Nummer 755.840, eingereicht am 30. September 1901 zu erhalten und genehmigt März 1904. Bengali Wissenschaftler berichteten über die Erfindung im Jahr 1899 von der Royal Society of England. Bereits im Dezember 1901 das Gerät verwendet, um die transatlantischen Telegraphen Übertragung Marconi zu entschlüsseln.

Bald neue Detektoren:

• Patent mit der Nummer 836.531, eingereicht am 20. August 1906 Greenleaf Pickard, zeichnen sich dadurch aus, dass hier zum ersten Mal auf dem Siliziumkristall bezieht sich (mit Englisch. - Silikon).
• Henry Dunwoody 23. März 1906 für die Zwecke der Berichtigung der gegenwärtigen Verwendung von Siliciumcarbid (Carborundum). Material synthetisiert zuerst und erst später gefunden, auf den Ruinen eines gefallenen Meteoriten.

Einige Zeit Kristalldetektor wurde verwendet, und gab sogar Richtung LEDs in der Elektronik, aber mit der Erfindung von Vakuumröhren Halbleitern auf Sparflamme gegangen. Und so geschah es in den Nachkriegsjahren. Seit Anfang der 50er Jahre und dem Eintritt in die Verwendung Transistoren, und vor allem - Germanium Halbleitertechnologie durch Sprünge und Grenzen heute entwickelt.

Erklärung gefunden

Nur im Jahr 1928, Arnold Sommerfeld und junge Felix Bloch (Bloch-Elektronen) erklärten die Eröffnung von Brown vom Standpunkt der Quantenmechanik. In erster Näherung ist die neue Richtung der Wissenschaft nicht schwer auf den Quanten 1931 von den Noten zu lernen Mechanik der Elektronen in Kristallgittern verfassten Gronich und Penny von Groningen University. Russischsprachigen Leser leichter kennen zu lernen mit dem eindimensionalen Modell der Bewegung von Elektronen in einem periodischen Feld, das zum ersten Mal eindeutig die Art des Auftretens der Energiebänder im Kristall zeigt.

Es wird gezeigt, dass die Energieverteilungsfunktion kontinuierlich ist. Präsentieren den zulässigen Bereich, getrennt durch verboten. Heute auf der Theorie für jeden Schüler der Schule Physik natürlich bekannt, aber eine Vorreiterrolle ganz Shockley gegeben, das ist nicht ganz richtig. In der Tat, eine vollständige Theorie, die gut mit der Praxis übereinstimmt, summierte 1942 unter den Halbleitern Hans Bethe bis (ein paar Jahre später die berühmten Kollegen).

Die rasante Entwicklung der Halbleitertechnologie

In den Nachkriegsjahren waren die Vorteile der Herstellung von Halbleiter-Technologie noch nicht klar. Zu Beginn der 50er Jahre die Produktion von zwei amerikanischen Unternehmen besetzt:

1. Texas Instruments (1951 - gewidmet Spin-offs von Groß geophysikalische Dienst) mit 1950 produziert Halbleiter-Transistoren, und hat heute eine führende Rolle bei der Herstellung von elektronischen Komponenten. Notorious Jack Kilby, der Erfinder von integrierten Schaltungen, in der Arbeit dieser Gesellschaft. Zum Zeitpunkt der Mitte der 50 Texas Instruments gewann den ersten Platz in Bezug auf den Umsatz bei der Herstellung von Halbleitertechnik.
2. Die heute nicht mehr existierende Firma Transitron, bis 1955 auf dem Niveau 1952 von Leo und David Bakalar gründete mit Texas Instruments mehr als ein Drittel aller Halbleiterbauelemente in wenigen Jahren produziert, er stieg auf Tops. Elternteil für Texas Instruments Unternehmen existiert seit 1930, arbeitete in den Krieg der Regierung und genossen große Popularität. Bei 1961 bedeutet Transitron einen Umsatz von 40 Millionen. Dollar. Und es ist bis zu der ersten Ölkrise! David wurde als Präsident gelistet bis 1984 hörte das Unternehmen ein paar Jahre zu existieren.

Transitron Niedergang begann in den 60er Jahren, als sie zu Unrecht neue Wege verlassen. Wir sprechen von integrierten Schaltungen. Perspektiven gewonnen Silizium, obwohl in erster Linie wegen Ruhm Deutschland. Weitere Informationen über die Ursachen der Situation kann in Thema über bipolare Transistoren zu finden.

In der Halbleitertechnologie erfordern, wie ein hohes Maß an Silizium Reinheit, dass zum Zeitpunkt des XX Jahrhunderts Mitte, die Herstellung extrem teuer herauskam. Zugleich zeigen Germanium Geräte kleinere Grenztemperatur (85 Grad Celsius) und bei leicht ausfallen überhitzt. Es ist leicht zu verstehen, warum Transitron, weigerte sich, in Innovation zu investieren, da die Mitte der 60er Jahre begann schwere Verluste zu erleiden.

Die jüngste Stärke des Unternehmens wurde von der Entwicklung über einen eigenen Mikroprozessor genommen, die nicht kommerziellen Erfolg haben. Durch die Art und Weise, Germanium, nach einigen Schätzungen, wird wieder sein, eine sehr vielversprechend und das Halbleiterelement. Zum Beispiel basiert auf sie und Gleichrichter erstellt. Und nicht nur Radio, sondern auch das Industrienetzwerk 50 Hz 220 V, die sie vielversprechend als Ersatz für sperrige Relais macht.

Shockley Semiconductor Dioden

Im Jahr 1956 gründete William Shockley in Palo Alto (Kalifornien), seine eigenen Firma zu Sauf Antonio Straße 391. Dies ist das erste Unternehmen in dem Halbleiter tätig, an der Stelle, wo jetzt das berühmte Silicon Valley befindet. Das Hauptprodukt war 4-Schichtdiode, unter Fachleuten Transistordiode oder eine Shockley-Diode bezeichnet.

Nach Angaben der Ausrüstung Autoren waren gekommen, um herkömmliche Relais in der Kommunikationsbranche zu ersetzen. Aber wegen der Komplexität der Verwirklichung der Idee war es nicht auf die Zähne Technologie der Zeit. Die Leser haben schon gedacht, dass wir über die Thyristoren mit einer regenerativen Reaktion sprechen. So kann die Diode genannt und Wafer gesagt werden. Oder besser gesagt - Shockley-Diode.

Es besteht aus 4 alternierenden Leitfähigkeitstyp-Halbleiterschichten. Voll genannte n-Kathode, eine Anode und eine gegenüberliegende, als eine herkömmliche Diode. Shockley-Diode basiert auf Lawinendurchbruch, sind die Übergänge wieder verriegelt, nachdem die Spannung verringert, und das System kehrt zu seinem ursprünglichen Zustand.

neue Zeit

Wenn in den frühen 70er Jahren für die Herstellung von Halbleitermaterialien eindeutig in der Führung der USA, an der Schwelle der 80er Jahre begann Japan Schwung zu bauen. Südost-Asien und Europa war die letzte, die das Rennen verbunden. Heute vier genannten Region etwa gleichmäßig aufgeteilt Produktionsvolumina, und, natürlich, eine Decke über China in der ersten Dekade des XXI Jahrhunderts gezogen, verdoppelte sich das Volumen der Emission. Laut einigen Prognosen Peking 2020 wird die Hälfte der Weltproduktion nehmen.