Diode à cristaux

Une diode à semi-conducteur - un dispositif électrique avec une jonction p-n-jonction, ayant une caractéristique courant-tension non linéaire. L'appareil utilisé pour la rectification de courant, une partie des ponts de toutes sortes. circuit de diode à semi-conducteur est indiquée sur le triangle noir (moins transparente) avec un sommet et caractéristique perpendiculaire à la cathode (n-région).

Termes et définitions de base

Par la diode semi-conductrice est acceptée à un certain nombre de classes, à juste titre identifié comme une famille séparée. Cette varicap, diodes Zener, LED, et ainsi de suite. Général devient présence d'un seul p-n-jonction. diodes de redressement du tube sont également appelés. Dans ce contexte et épithète de semi-conducteurs applicable à noter la présence de p-n-jonction.

Les diodes sont très prisées pour les propriétés de redressement prononcées. Le courant circule à travers le p-n-transition dans un sens, ce qui permet de résoudre une grande variété de problèmes techniques. Masse appliquée rectification des propriétés de semi-conducteurs et des circuits intégrés, y compris les cristaux. Bien que les processeurs pour l'essentiel sur le substrat sont formés les transistors inclus considérés comme deux diodes à semi-conducteur vers l'avant. La redondance est justifiée par l'unification du cycle technologique.

propriétés de redressement de diodes semi-conductrices sont visibles sur l'exemple du sulfure de cuivre. Ce n'est pas difficile à lire les informations historiques ci-dessous. De plus, les diodes à semi-conducteurs sont basés sur des éléments non métalliques minérales naturelles IV, les groupes V et VI divers oxydes, alliages des colorants organiques (LED utilisées pour la classe spécifiée substances).

L'histoire du développement de la technologie des semi-conducteurs

Les premières diodes « cristal »

Contrairement à la croyance commune, les propriétés de rectification du métal semi-conducteur (diode Schottky) sont connus depuis longtemps. De façon générale la technologie des semi-conducteurs a commencé à développer à pas de géant après la Seconde Guerre mondiale. Les causes de l'incident:

1. En temps de guerre, la majorité des pays a mené des recherches sur les nouvelles technologies. Par exemple, je suis né et a été immédiatement gardé transistor secret. Ainsi que le premier amplificateur opérationnel à être utilisé pour entraîner le système de défense anti-aérienne pare-balles. Cette invention pourrait être utilisée pour voir la lumière, le premier travail dans ladite zone ont été réalisées au début des années 30-s du XX siècle.
2. Environ 10 ans avant le début de la Seconde Guerre mondiale, la plupart des pays sont apparus au cours des événements futurs. Sans surprise, qui a été gardé l'information de favoris secrets.
3. Si l'on prend en considération l'Allemagne fasciste, son gouvernement, pour des raisons d'inimitié longtemps caressé refuse de communiquer avec les autres puissances européennes. L'occasion a été le résultat de la Première Guerre mondiale.

Ainsi, la technologie des semi-conducteurs a commencé à se développer dans les conditions des Nations Unies nouvellement créées, pour assurer la paix dans le pays, et a reçu sa charte. propriétés rectifiant des semi-conducteurs sont visibles scientifique allemand Karl Ferdinand Braun, Obtenez avec une paire de Marconi prix Nobel pour le développement du télégraphe sans fil (radio) en 1909. Malheureusement, il n'y a pas possibilité de trouver un emploi traduire «Ueber die Stromleitung durch Schwefelmetalle», publiée dans la revue Annalen der Physik und Chemie en 1874 sous le numéro 153.

Deux ans plus tôt, en Mars 1872, Karl a obtenu son doctorat pour son travail dans le domaine de la corde vibrante. reste alors à l'Université de Berlin. directeur scientifique du travail, Georg Quincke, a été affecté à Würzburg et suivre à la fois où l'accent est mis sur la conductivité des matériaux. Publié un rapport sur le passage du courant à travers les sels fondus et les propriétés de redressement des couches de gaz ayant une conductivité différente. Dans un premier temps intrigués par les sels de plomb, Carl Braun a atteint finalement le sulfure de cuivre.

23 novembre 1874 à la lumière de la fonction de travail pour une discussion des échantillons naturels et artificiels de matériel du point de vue de la conductivité électrique. Sélectionné a montré la différence de la résistance en fonction de la direction est de 30%. On constate que dans un sens de la conductivité de l'échantillon dépend de l'intensité de courant du courant mesuré par le galvanomètre. Donc, nous découvrons et les propriétés des matériaux non linéaire, maintenant exhibé par des diodes semi-conducteurs. En même temps, l'effet était dépendant de la méthode d'application d'électrodes métalliques, ce qui indique des qualités détectées d'anisotropie.

A cette époque, il a été jugé inexplicable se produit, le résultat observé contredit les faits scientifiques connus. Aujourd'hui, il est connu que les propriétés de redressement a métal-semiconducteur à égalité avec le p-n-jonction. La différence est que la première baisse de tension inférieure. Par conséquent, les diodes Schottky de semiconducteur sont utilisés en tant que redresseurs dans les étages de sortie des alimentations. Dans ces temps Werner Siemens a découvert des cristaux de sélénium de conductivité unilatérale. Mais Brown a ajouté une autre gamme de matériaux, entre autres - psilomelane (minerai de manganèse), créant ainsi la première diode antennaire (point).

Un premier détecteur pour la radio

idées Brown trouvé une application pratique Jagadis Chandra Bos, premier détecteur collecté pour une fréquence radio d'une onde millimétrique galène (sulfure de plomb) et de recevoir un numéro de brevet US 755840, déposée le 30 Septembre 1901 et approuvé en Mars 1904. scientifique bengali a rapporté l'invention en 1899 par la Société royale d'Angleterre. Déjà en Décembre 1901, l'unité utilisée pour décrypter la transmission télégraphique transatlantique Marconi.

Bientôt, de nouveaux détecteurs:

• Numéro du brevet 836531, déposée le 20 Août, 1906 Greenleaf Pickard, remarquable du fait que pour la première fois fait référence ici au cristal de silicium (avec l'anglais. - silicone).
• Henry Dunwoody vingt-trois Mars, 1906 à des fins de redressement de l'utilisation actuelle de carbure de silicium (carborundum). Matériau synthétisé d'abord et ne se trouve plus tard sur les ruines d'une météorite tombée.

Certains détecteur à cristal de temps a été utilisée et a même donné DEL de direction dans l'électronique, mais avec l'invention de tubes sous vide semi-conducteurs sont allés en veilleuse. Et il est arrivé aux années d'après-guerre. Depuis le début des années 50 et l'entrée en transistors d'utilisation, et surtout - la technologie des semi-conducteurs germanium se développe à pas de géant aujourd'hui.

explication trouvée

Seulement en 1928, Arnold Sommerfeld et jeune Felix Bloch (électrons Bloch) a expliqué l'ouverture de Brown du point de vue de la mécanique quantique. Dans la première approximation, la nouvelle direction de la science est pas difficile à apprendre des notes en 1931 sur le montant Mécanique des électrons dans les réseaux cristallins auteur Gronich et Penny de Groningen Université. lecteurs russophones plus facile de se familiariser avec le modèle unidimensionnel du mouvement des électrons dans un champ périodique, qui, pour la première fois illustre clairement la nature de l'apparition des bandes d'énergie dans le cristal.

Il est démontré que la fonction de distribution d'énergie est continue. Présenter la zone autorisée, séparés par interdit. Aujourd'hui, sur la théorie connue à tous les élèves du cours de physique de l'école, mais un rôle d'avant-garde entièrement donné à Shockley, ce n'est pas tout à fait vrai. En fait, une théorie complète, ce qui concorde bien avec la pratique, résumée sous les semi-conducteurs Hans Bethe en 1942 (quelques années plus tard, les célèbres collègues).

Le développement rapide de la technologie des semi-conducteurs

Dans les années d'après-guerre, les avantages de la fabrication de la technologie des semiconducteurs ne sont pas encore claires. Au début de la production de 50 est occupée par deux sociétés américaines:

1. Texas Instruments (1951 - spin-offs dédié de United Geophysical Service) avec 1950 produit des transistors à semi-conducteurs, et aujourd'hui a un rôle de premier plan dans la production de électronique composants. Notorious Jack Kilby, l'inventeur des circuits intégrés, travaillant dans ladite entreprise. Au moment de la mi-50 Texas Instruments a remporté la première place en termes de chiffre d'affaires dans la production de la technologie des semi-conducteurs.
2. La société défunte transitrón, fondée en 1952 par Leo et David Bakalar, en 1955, sur un pied d'égalité avec Texas Instruments produit plus d'un tiers de tous les dispositifs semi-conducteurs en quelques années, il est passé à tops. Parent pour la société Texas Instruments existe depuis 1930, a travaillé dans la guerre au gouvernement et jouissait d'une grande popularité. En 1961 transitrón signifie un chiffre d'affaires de 40 millions. dollars. Et il est à la première crise du pétrole! David a été répertorié comme président jusqu'en 1984, la société a cessé d'exister quelques années.

déclin transitron a commencé dans les années 60, quand ils ont abandonné de nouvelles directions à tort. Nous parlons de circuits intégrés. Les perspectives ont gagné le silicium, mais principalement en raison de la renommée en Allemagne. Pour plus d'informations sur les causes de la situation se trouve dans le sujet sur les transistors bipolaires.

Ajouter dans la technologie des semi-conducteurs ont besoin d'un tel degré de pureté de silicium, qui à l'époque du milieu du XXe siècle, la production est sorti extrêmement coûteux. En même temps, les dispositifs de germanium montrent la température limite inférieure (85 degrés Celsius) et en cas de surchauffe facilement échouer. Il est facile de comprendre pourquoi transitrón, a refusé d'investir dans l'innovation, depuis le milieu des années 60 ont commencé à subir des pertes graves.

La vigueur récente de la société ont été emmenées de développer son propre microprocesseur, qui n'a pas eu de succès commercial. Soit dit en passant, le germanium, selon certaines estimations, sera encore une fois un très prometteur et l'élément semi-conducteur. Par exemple, sur cette base et créé Redresseurs. Et non seulement à la radio, mais aussi le réseau industriel 50 Hz 220 V, ce qui les rend prometteurs en remplacement des relais encombrants.

Shockley diodes semi-conducteurs

En 1956, William Shockley fondée à Palo Alto (Californie), sa propre compagnie à Antonio Route 391 Sauf. C'est la première entreprise engagée dans les semi-conducteurs, à l'endroit où est maintenant situé la célèbre Silicon Valley. Le produit principal était diode 4-couche, appelée parmi les professionnels diode à transistor ou une diode de Shockley.

Selon l'équipement des auteurs était venu remplacer les relais conventionnels dans l'industrie des communications. Mais en raison de la complexité de la réalisation de l'idée qu'il n'a pas été à la technologie des dents du temps. Les lecteurs ont déjà deviné que nous parlons des thyristors avec une réponse régénérative. Ainsi, la diode peut être appelée et ladite plaquette. Ou plutôt - diode Shockley.

Il se compose de quatre couches semi-conductrices de types de conductivité alternés. Full-dite cathode de type n, une anode et une extrémité opposée, comme une diode classique. diode de Shockley est basé sur un claquage par avalanche, les transitions sont à nouveau bloquées après l'abaissement de la tension, et le système retourne à son état d'origine.

nouveau temps

Si au début des années 70 pour la production de matériaux semi-conducteurs clairement en tête des Etats-Unis, à l'aube des années 80, le Japon a commencé à construire l'élan. Asie du Sud et l'Europe ont été les derniers qui a rejoint la course. Aujourd'hui, quatre régions mentionnées sur les volumes de production tout aussi divisés, et, bien sûr, une couverture tirée sur la Chine dans la première décennie du XXIe siècle, a doublé le volume de la question. Selon certaines projections de Beijing 2020 prendra la moitié de la production mondiale.