דיודה גביש

דיודה מוליכים למחצה - מכשיר חשמלי עם p-n-צומת, בעל מאפיין ליניארית הנוכחי מתח. המנגנון המשמש תיקון נוכחי, חלק הגשרים מסוגים שונים. מעגל דיודה Semiconductor מותווה על המשולש הכהה (פחות שקוף) עם קודקוד תכונה בניצב על הקתודה (n-לאזור).

מונחים והגדרות בסיסיים

עד דיודה מוליכים למחצה מקובל למספר כיתות, זיהה בצדק כמשפחה נפרדת. varicap זה, דיודות זנר, נוריות, וכן הלאה. כללי הופכת נוכחותו של p-n-צומת יחיד. דיודות מיישר Tube נקראת גם. בהקשר זה כינוי מוליכים למחצה החלים לציין את נוכחותו של צומת p-n.

דיודות מוערכים לנכסים לתיקון מודגשים. הזרם זורם דרך p-n-המעבר בכיוון אחד, אשר פותר מגוון רחב של בעיות טכניות. Mass להחיל לתקן המאפיינים של מוליכים למחצה ומעגלים משולבים, כולל גבישים. למרות מעבד על פי רוב על מצע נוצרות הטרנזיסטורים כללו כאל שני דיודה מוליך למחצה קדימה. יתירות מוצדקת על ידי האיחוד של המחזור הטכנולוגי.

מאפיינים לתיקון של דיודות מוליכים למחצה גלויים על הדוגמה של סולפיד הנחושת. זה לא קשה לקרוא את המידע ההיסטורי להלן. בנוסף, דיודות מוליכים למחצה מבוססים על שום nonmetals המינרליים הטבעיים IV, קבוצות V ו- VI תחמוצות שונות, סגסוגות של הצבעים האורגניים (LEDs המשמשים בכיתה שצוינה חומרים).

ההיסטוריה של התפתחות טכנולוגיית המוליכים למחצה

דיודות "הקריסטל" הראשונה

בניגוד לדעה הרווחת המאפיינים לתקן של (דיודה שוטקי) מתכת-למחצה כבר זמן רב ידוע. בהרחבת טכנולוגיית המוליכים למחצה החלה לפתח בקפיצות לאחר מלחמת העולם השנייה. הסיבות של האירוע:

1. בזמן המלחמה, רוב המדינות הובילו מחקר טכנולוגיות חדשות. לדוגמה, נולדתי ומיד הוחזק טרנזיסטור סוד. כמו גם המגבר המבצעי הראשון לשמש לנהוג מערכת ההגנה נגד המטוסים נ"מ. המצאה זו יכולה לשמש כדי לראות את האור, את העבודה הראשונה בתחום אמר בוצעו בתחילת 30-ies של המאה עשרים.
2. כ 10 שנים לפני פרוץ מלחמת העולם השני, ברוב המדינות הופיעו במהלך אירועים עתידיים. באופן לא מפתיע, כי הוחזק מידע למועדפים סוד.
3. אם ניקח בחשבון את גרמניה הפשיסטית, ממשלתה מטעמי איבה ארוכה ויקר מסרבת לתקשר עם המעצמות אירופאיות האחרות. האירוע היה התוצאה של מלחמת העולם הראשונה.

לפיכך, טכנולוגיית המוליכים למחצה החל להתפתח בתנאים של האו"ם החדש שנוצר, כדי להבטיח שלום בארץ, וקיבל אמנתו. המאפיינים של מוליכים למחצה לתיקון הם מדען גרמני גלוי קרל פרדיננד בראון, קבל על עם זוג מרקוני פרס נובל לפיתוח הטלגרף האלחוטי (רדיו) ב 1909. למרבה הצער, אין אפשרות למצוא עבודה תרגום «Ueber למות Stromleitung durch Schwefelmetalle», שפורסם בכתב העת Annalen der Physik und Chemie ב 1874 תחת מספר 153.

שנתיים קודם לכן, במארס 1872, קארל קיבל את הדוקטורט שלו על עבודתו בתחום של מיתר רוטט. ואז נשאר באוניברסיטת ברלין. מנהל מדעי של העבודה, גיאורג Quincke, הוטל וורצבורג, ושניהם לעקוב שבו הדגש הוא על המוליכות של חומרים. פורסם דו"ח על מעבר של זרם דרך מלחים מותכים ואת המאפיינים לתקן את שכבות הגז עם מוליכות שונה. בתחילה מסוקרן מלחי עופרת, קרל בראון הגיע סוף סוף גופרתי נחושת.

23 בנובמבר, 1874 לאור התפקוד בעבודה לדיון של דגימות מלאכותיות וטבעיות של חומר מנקודת מבט של מוליכות חשמלית. נבחרים הראה את ההבדל בהתנגדות תלויה בכיוון הוא 30%. הוא מצא כי בכיוון אחד של מוליכות של המדגם תלוי בחוזק הנוכחי של הזרם הנמדד על ידי גַלוָנוֹמֶטֶר. אז אנו מגלים ומאפייני חומר ליניארית, עכשיו שהפגינו דיודות מוליכים למחצה. במקביל ההשפעה היתה תלויה שיטת היישום של אלקטרודות מתכת, המציין איכויות זוהה אנאיזוטרופיה.

באותה תקופה זה היה נחשב בלתי מוסבר קורה, התוצאה שנצפתה סתרה את העובדות מדעיות הידועות. כיום ידוע כי א-מוליכים למחצה מתכת יש לתקן מאפיינים בנשימה אחת עם p-n-הצומת. ההבדל הוא כי המתח הראשון טיפה פחות. בהתאם לכך, דיודות שוטקי מוליך למחצה משמשת מיישר בשלבי הפלט של ספקי כוח. בשינה אמרה הפעם ורנר סימנס גילתה גבישי סלניום מוליכות חד צדדיים. אבל בראון הוסיף לטווח אחר של חומרים, בין היתר - psilomelane (עפרות מנגן), יוצרים את דיודה (dot) מחושים הראשון.

גלאי ראשון עבור רדיו

רעיונות בראון מצאו יישום מעשי Jagadis צ'אנדרה בוס, גלאי ראשון שנאסף עבור תדר רדיו של גל מילימטר Galena (גפר עופרת) ולקבל מספר פטנט בארה"ב 755,840, הגיש 30 בספטמבר, 1901 שאושר בחודש מרס 1904. מדען בנגלית דיווח על ההמצאה ב 1899 על ידי החברה המלכותית של אנגליה. כבר בדצמבר 1901 היחידה להשתמש כדי לפענח את שידור טלגרף הטראנס מרקוני.

בקרוב, גלאי חדש:

• פטנט מספר 836,531, הגיש 20 אוגוסט, 1906 גרינליף פיקארד, בולטת העובדה כי בפעם הראשונה כאן מתייחס גביש סיליקון (עם אנגלית. - סיליקון).
• הנרי דאנוודי 23 במרץ, 1906 לצורך לתקן את השימוש הנוכחי של סיליקון קרביד (carborundum). חומר מסונתז ראשון ורק אחר כך למצוא את ההריסות של מטאוריט שנפל.

חלק גלאי גביש הזמן שמשו ואפילו נתנו נוריות כיוון באלקטרוניקה, אך עם המצאת מוליכים למחצה צינורות ואקום הלכו על האש הקטנה. וכך זה קרה בשנים שלאחר מלחמת העולם השנייה. מאז תחילת שנות ה -50 ואת כניסתו טרנזיסטורים השימוש, והכי חשוב - טכנולוגיית המוליכים למחצה גרמניום מפתחת ידי היום בקפיצות.

ההסבר נמצא

רק ב 1928, ארנולד זומרפלד וצעיר פליקס בלוך (בלוך אלקטרונים) הסביר את הפתיחה של בראון מבחינת מכניקת הקוונטים. בשנות ה קירוב הראשונה, את הכיוון החדש של המדע לא קשה ללמוד מן ההערות 1931 על הקוונטים מכניקה של אלקטרוני סריגי גביש חברה גרוניך פני מ חרונינגן אוניברסיטת. דוברים רוסים קוראים קלים יותר להכיר את המודל חד-הממדי של התנועה של אלקטרונים בשדה תקופתי, אשר בפעם הראשונה ממחישה את האופי בבירור את המופע של להקות האנרגיה בגביש.

ממחקר עולה כי פונקציית התפלגות האנרגיה היא רציפה. הציגו את האזור המותר, מופרדים על ידי אסורה. היום, על התאוריה הידועה לכל תלמיד קורס פיזיקת הספר, אבל תפקיד חלוצי נתון כולו שוקלים, זה לא לגמרי נכון. למעשה, תיאוריה שלמה, אשר מסכימה גם עם תרגול, סיכם תחת מוליכים למחצה והאנס בתה בשנת 1942 (לאחר מספר שנים עמיתים המפורסם).

ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המוליכים למחצה

בשנים שלאחר המלחמה, את היתרונות של ייצור של מוליכים למחצה בטכנולוגיה לא היו ברורים עדיין. בתחילת ההפקה 50 היא נכבשה על ידי שתי חברות אמריקאיות:

1. טקסס אינסטרומנטס (1951 - מוקדש ספין-offs משירות גיאופיזי ארצות) עם 1950 מייצרים טרנזיסטורים מוליכים למחצה, וכיום יש תפקיד מוביל לייצור אלקטרוני רכיבים. ג'ק קילבי Notorious, הממציא של מעגלים משולבים, עובד אמר בחברה. בזמנו של מכשירי אמצע 50 טקסס זכה במקום הראשון מבחינת היקף הייצור של מוליכים למחצה בטכנולוגיה.
2. החברה שהתפרקה עכשיו Transitron, נוסדה בשנת 1952 על ידי ליאו ודוד Bakalar, על ידי 1955 בנשימה אחת עם טקסס אינסטרומנטס מייצר יותר משליש מכלל התקנים מוליכים למחצה בתוך שנה, הוא עלה ל צמרות. אב עבור חברת טקסס אינסטרומנטס קיים מאז 1930, עבד מלחמה על הממשלה ונהנה מפופולריות רחבה. בשעה 1961 Transitron פירושו מחזור של 40 מיליון. דולרים. וזה עד משבר הנפט הראשון! דוד היה רשום כנשיא עד 1984, החברה חדלה להתקיים בעוד כמה שנים.

הירידה Transitron החלה בשנות ה -60, כאשר הם בטעות נטוש כיוונים חדשים. אנחנו מדברים על מעגלים משולבים. וסיכויים צברו סיליקון, למרות בעיקר בשל תהילת גרמניה. לקבלת מידע נוסף על הסיבות למצב ניתן למצוא נושא על טרנזיסטורים דו קוטביים.

להוסיף בטכנולוגיית מוליכים למחצה דורשים כגון רמה גבוהה של טוהר סיליקון, כי בזמנו של המאה XX באמצע, ייצור יצא יקר מאוד. במקביל התקני גרמניום להראות טמפרטורת גבול קטנה (85 מעלות צלזיוס) וכאשר שחון להיכשל בקלות. קל להבין מדוע Transitron, סירבו להשקיע בחדשנות, מאז אמצע שנות ה -60 החלה לסבול הפסדים רציניים.

כוחו האחרון של החברה נלקח מלפתח המיקרו-מעבד משלו, אשר לא זכו להצלחה מסחרית. אגב, גרמניום, על פי כמה הערכות, יהיה שוב להיות מבטיח מאוד ואת אלמנט המוליכים למחצה. לדוגמה, המבוסס על אותו יצר ומיישרים. וזה לא רק ברדיו, אלא גם ברשת התעשייתית 50 רץ 220 V, מה שהופך אותם מבטיחים כמחליפו של ממסרים מגושמים.

דיודות Semiconductor השוקלים

בשנת 1956, ויליאם שוקלי שנוסדה בפאלו אלטו (קליפורניה), חברה משלו בבית Sauf אנטוניו כביש 391. זהו המפעל הראשון עוסק בתחום מוליכים למחצה, במקום שבו חברה ממוקם בעמק הסיליקון המפורסם. המוצר העיקרי היה דיודה 4 שכבות, הנקרא בקרב דיודה טרנזיסטור מקצוע או דיודה שוקלים.

לדברי ציוד הסופרים הגיעו להחליף ממסרים קונבנציונליים בתעשיית התקשורת. אבל בגלל המורכבות של מימוש הרעיון זה לא היה לטכנולוגית השיניים של הזמן. קוראים כבר לנחש כי אנחנו מדברים על thyristors עם תגובה רגנרטיבית. לפיכך, דיודה יכול להיקרא ואמר פרוסות. או לייתר דיוק - דיודה שוקלים.

זה מורכב משכבות של מוליכים למחצה מסוג 4 לסירוגין מוליכות. מלא שנקרא מסוג n קתודה, ינודה הפוכה, כמו דיודה קונבנציונלי. דיודה שוקלי מבוססת על פירוט מפולת שלגים, המעברים נעולים שוב לאחר הורדת המתח, והמערכת חוזרת למצבה המקורית.

זמן חדש

אם בתחילת שנות ה 70 של לייצור חומרים מוליכים למחצה בבירור את ההובלה של ארה"ב, בשחר ה -80, יפן החלה לצבור מומנטום. דרום מזרח אסיה ואירופה היו האחרונה שהצטרף למרוץ. היום, ארבעה הזכיר באזור על כרכים מחולקים באופן שווה ייצור, וכמובן, שמיכה פרושת סין בעשור הראשון של המאה XXI, הכפיל את היקף ההנפקה. על פי כמה תחזיות בייג'ינג 2020 תיקח מחצית מהייצור העולמי.