Półprzewodnik dioda - urządzenie elektryczne w postaci p-n-skrzyżowania, posiadające nieliniową charakterystykę prądowo-napięciowy. Urządzenie stosowane do obecnej rektyfikacji część mostków różnego rodzaju. Układ diod półprzewodnikowych jest wskazany na ciemny (mniej przezroczysty) trójkąta z wierzchołkiem i prostopadły obiekt na katodzie (n-region).
Podstawowe pojęcia i definicje
Przez diody półprzewodnikowe są akceptowane na szereg klas, słusznie identyfikowane jako odrębna rodzina. Ten warikapem, diody Zenera, diody LED, i tak dalej. Ogólnie się obecność jednego p-n-węzła. diody prostownicze Tube są również tzw. W tym kontekście, a zastosowanie epithet półprzewodnikowego zauważyć obecność p-n-węzła.
dioda elektryczny
Diody są cenione za wyraźne właściwości prostownicze. Prąd przepływa przez p-n-przejście w jednym kierunku, co rozwiązuje wiele różnych problemów technicznych. Masa stosowana właściwości półprzewodnikowych układów scalonych, a w tym kryształów rektyfikacji. Chociaż powstają procesory w przeważającej części na podłożu tranzystorów włączone traktowane jako dwa półprzewodnikowej diody przodu. Redundancja jest uzasadnione ujednolicenia cyklu technologicznego.
Właściwości prostowniczych diod półprzewodnikowych są widoczne na przykład siarczków miedzi. To nie jest trudne do odczytania w informacji historycznych poniżej. Ponadto diod półprzewodnikowych opartych na innych fizycznych niemetali mineralnych IV, V i VI grupy różne tlenki stopów barwników organicznych (diody używane dla określonej klasy substancje).
Historia rozwoju technologii półprzewodnikowej
Pierwszy „kryształowe” diody
Wbrew powszechnemu przekonaniu, właściwości prostownicze z metalu półprzewodnikowej diody Schottky'ego () są od dawna znane. Szeroko technologia półprzewodnikowa zaczęła rozwijać się skokowo po II wojnie światowej. Przyczyny incydentu:
- W czasie wojny, większość krajów prowadzi badania nad nowymi technologiami. Na przykład, ja urodził się i został natychmiast utrzymywane w tajemnicy tranzystora. A także pierwszy wzmacniacz operacyjny być wykorzystane do napędzania flak system obrony przeciwlotniczej. Ten wynalazek może być używany, aby zobaczyć światło, pierwsza praca w tej dziedzinie przeprowadzono na początku 30-tych XX wieku.
- Około 10 lat przed wybuchem II wojny światowej, większość krajów pojawiły się w trakcie przyszłych zdarzeń. Nic więc dziwnego, że trzymano informacje tajne Ulubionych.
- Jeśli weźmiemy pod uwagę faszystowskich Niemiec, rząd ze względu na długo żywionych wrogości odmawia komunikować się z innymi potęgami europejskimi. Okazją był wynik pierwszej wojny światowej.
Zastosowanie diody
Tak więc technologia półprzewodnikowa zaczęła się rozwijać w warunkach nowoutworzonych Narodów Zjednoczonych, aby zapewnić pokój na ziemi, i otrzymała prawa. właściwości prostownicze półprzewodników są widoczne niemiecki uczony Karl Ferdinand Braun, Dostać się z parą Marconi Nobla dla rozwoju telegrafu bezprzewodowego (radiowego) w 1909. Niestety, nie ma możliwości, aby znaleźć pracę tłumaczenia «über die Stromleitung durch Schwefelmetalle», opublikowanego w czasopiśmie Annalen der Physik und Chemie w 1874 roku pod numerem 153.
Dwa lata wcześniej, w marcu 1872 roku, Karl otrzymał tytuł doktora za pracę w obszarze łańcucha wibracyjnego. Potem pozostaje na Uniwersytecie w Berlinie. dyrektor naukowy pracy, Georg Quincke, został przydzielony do Würzburga, a zarówno śledzić gdzie nacisk kładziony jest na przewodności materiałów. Opublikował raport o przejściu prądu przez stopionych soli i właściwości prostownicze warstw gazów o różnej przewodności. Początkowo zaintrygowany soli ołowiu, Carl Braun osiągnęła końcu siarczku miedzi.
23 listopada 1874, w świetle funkcji roboczej do dyskusji sztucznych i naturalnych próbkach materiału z punktu widzenia przewodności elektrycznej. Wybrane wykazały różnicę rezystancji w zależności od kierunku, wynosi 30%. Stwierdzono, że w jednym kierunku przewodzenia próbki w zależności od aktualnej mocy prądu mierzonego galwanometru. Więc odkryć i nieliniowe właściwości materiału, teraz wystawiane przez diod półprzewodnikowych. Jednocześnie skutkiem była zależna od sposobu stosowania elektrod metalowych, co oznacza, anizotropii wykryte cechy.
W tym czasie uznano niewytłumaczalne dzieje, obserwowany wynik zaprzecza znanych faktów naukowych. Obecnie wiadomo, że metal-półprzewodnik ma własności korygujące na równi z p-n-węzła. Różnica polega na tym, że pierwszy spadek napięcia mniej. W związku z powyższym, diody półprzewodnikowe Schottky'ego są wykorzystywane jako prostowników w stopniach wyjściowych zasilaczy. We wspomnianym czasie Werner Siemens odkryto jednostronne przewodności kryształy selenu. Jednak Brown dodaje inny zakres materiałów, między innymi - psylomelan (manganu), tworząc pierwszy antennal (DOT) diody.
Pierwszy detektor dla radia
Znaleziono brązowe pomysły praktyczne zastosowanie Jagadis Chandra Bos, zebrane pierwszy detektor częstotliwości radiowej fali milimetrowej galena (siarczek ołowiu) i otrzymać numer patentu USA 755,840, złożonego 30 września 1901 i zatwierdzony w marcu 1904. Bengalski naukowiec poinformował o wynalazku w 1899 roku przez Royal Society of England. Już w grudniu 1901 roku jednostka używana do odszyfrowania transatlantycki przekaz telegraficzny Marconiego.
Wkrótce nowe detektory:
- patent numer 836531, złożone 20 sierpnia 1906 Greenleaf Pickard, wyróżnia się tym, że po raz pierwszy odnosi się tutaj do kryształu krzemu (z angielskiego. - silikon).
- Henry Dunwoody 23 marca 1906 w celu sprostowania aktualnego użycia węglika krzemu (węgliku krzemu). Materiał zsyntetyzować najpierw a dopiero później znaleźć na gruzach upadłego meteorytu.
Jakiś czas detektor kryształ był używany i nawet dał diody kierunkowe w elektronice, ale wraz z wynalezieniem próżniowych rur półprzewodników poszły na bok. I tak też się stało z lat powojennych. Od początku lat 50-tych i wejściu w tranzystorach zastosowania, a co najważniejsze - german technologia półprzewodnikowa rozwija się skokowo dzisiaj.
wyjaśnienie znaleziono
Dopiero w 1928 roku Arnold Sommerfeld i młodzi (elektrony Bloch) Felix Bloch wyjaśnił otwarcie Brown z punktu widzenia mechaniki kwantowej. W pierwszym przybliżeniu, nowy kierunek nauki nie jest trudne, aby dowiedzieć się z uwagami w 1931 roku Na kwantu Mechanika elektronów w sieci krystalicznej autorem Gronich i Penny z Groningen Uniwersytet. Rosyjskojęzycznej czytelnicy łatwiej zapoznać się z jednowymiarowego modelu ruchu elektronów w polu okresowego, który po raz pierwszy wyraźnie ilustruje charakter występowania pasm energetycznych w krysztale.
Wykazano, że funkcja jest ciągła dystrybucja energii. Przedstawić dopuszczalnego obszaru, oddzielonych zabronione. Dziś, w teorii znanej każdego studenta kursu fizyki szkoły, ale pionierską rolę pełni dany Shockley, że nie jest to do końca prawda. W rzeczywistości, kompletna teoria, która zgadza się również z praktyką, podsumował pod półprzewodników Hans Bethe w 1942 roku (kilka lat później sławnych kolegów).
urządzenie półprzewodnikowe
Szybki rozwój technologii półprzewodników
W latach powojennych, korzyści z produkcji technologii półprzewodnikowej nie było jeszcze jasne. Na początku lat 50-tych produkcji jest zajęte przez dwóch amerykańskich firm:
- Texas Instruments (1951 - dedykowany spin-off z Wielka geofizycznych usługi) z 1950 produkuje tranzystory półprzewodnikowych, a dziś ma wiodącą rolę w produkcji elektronicznych komponenty. Notorious Jack Kilby, wynalazca scalonych, pracujących we wspomnianej firmie. W czasie połowie-50 Texas Instruments zajęła pierwsze miejsce pod względem obrotów w produkcji technologii półprzewodnikowej.
- Nieistniejącego już firma Transitron, założona w 1952 roku przez Leo i David Bakalar, przez 1955 na równi z Texas Instruments produkuje ponad jedna trzecia wszystkich urządzeń półprzewodnikowych w ciągu kilku lat, posłał topy. Rodzic dla Texas Instruments firmy istnieje od 1930 roku, pracował w czasie wojny na rząd i cieszył się szeroką popularność. W 1961 Transitron oznacza obrót w wysokości 40 milionów. dolarów. I to od pierwszego kryzysu naftowego! David został wymieniony jako prezydenta do 1984 roku, spółka przestała istnieć kilka lat.
Transitron spadek rozpoczął się w latach 60., kiedy niesłusznie opuszczony nowe kierunki. Mówimy o scalonych. Perspektywy zyskał krzem, ale przede wszystkim ze względu na sławę Niemczech. Aby uzyskać więcej informacji na temat przyczyn sytuacji można znaleźć w temacie o tranzystory bipolarne.
Dodaj w technologii półprzewodnikowej wymagają tak wysokiego stopnia czystości krzemu, który w czasie połowie XX wieku produkcja wyszedł bardzo kosztowne. Jednocześnie urządzenia germanu wykazują mniejszą temperaturę graniczną (85 stopni Celsjusza) i w razie przegrzania łatwo zawieść. Łatwo jest zrozumieć, dlaczego Transitron odmówił inwestować w innowacje, od połowy lat 60. zaczął cierpieć poważne straty.
Niedawna siła spółki zostały zabrane rozwija własny mikroprocesor, który nie miał sukces komercyjny. Nawiasem mówiąc, germanu, według niektórych szacunków, znów będzie bardzo obiecujące i element półprzewodnikowy. Na przykład, na podstawie stworzył i prostowniki. I nie tylko radia, ale także sieci przemysłowej 50 Hz 220 V, co czyni je obiecujące jako zastąpienie przekaźników nieporęczne.
Diody Shockley Semiconductor
W 1956 roku William Shockley założył w Palo Alto (Kalifornia), własnej firmy w sauf Antonio Droga 391. Jest to pierwsze przedsiębiorstwo zajmujące się półprzewodnikami, w miejscu, gdzie obecnie znajduje się słynną Dolinę Krzemową. Główny produkt był dioda 4-warstw, zwana między diodą tranzystora specjalistów lub diody Shockleya.
Według autorów sprzętu przyszedł do zastąpienia konwencjonalnych przekaźników w branży telekomunikacyjnej. Ale ze względu na złożoność realizacji idei nie było technologii zębów czasu. Czytelnicy już domyślił się, że mówimy o tyrystorów z regeneracyjnej odpowiedzi. Zatem, dioda może być zadzwonił i powiedział, opłatkiem. Albo raczej - dynistor.
Składa się on z czterech naprzemiennych warstw półprzewodnikowych typu przewodnictwa. Pełna zwanego typu n katodę, anodę i odwrotnie, jak konwencjonalny diody. Dynistor opiera się na przebicie elektryczne, przejścia są ponownie zablokowana po obniżeniu napięcia, a system powraca do stanu pierwotnego.
nowy czas
Jeśli na początku lat 70-tych do produkcji materiałów półprzewodnikowych wyraźnie na czele z USA, na początku lat 80-tych, Japonia zaczęła budować tempa. Azji Południowo-Wschodniej i Europy były ostatnim, który dołączył do wyścigu. Dziś, cztery wymienione obszar o równo podzielonych wielkości produkcji oraz, oczywiście, koc naciągnięta Chinach w pierwszej dekadzie XXI wieku podwoiła wielkość emisji. Według niektórych prognoz Pekin 2020 odbędzie połowa światowej produkcji.
