Diodo cristal

Um diodo semicondutor - um dispositivo eléctrico com um p-n-junção, que tem uma característica corrente-tensão não linear. O aparelho utilizado para a rectificação de corrente, uma parte das pontes de vários tipos. circuito semicondutor diodo é indicado no triângulo escuro (menos transparente) com um vértice e componente perpendicular no cátodo (n-região).

Termos Básicos e Definições

Pelo díodo semicondutor é aceite para um número de classes, correctamente identificada como uma família separada. Este varicap, diodos zener, LEDs e assim por diante. Geral torna-se a presença de um único p-n-junção. diodos retificadores tubo também são chamados. Neste contexto e epíteto semicondutor aplicável para observar a presença de p-n-junção.

Diodos são valorizados por rectificação propriedades pronunciadas. A corrente flui através do p-n-transição em uma direcção, o que resolve uma grande variedade de problemas técnicos. Massa aplicada propriedades de semicondutores e circuitos integrados, incluindo cristais de rectificação. Embora os processadores para a maior parte sobre o substrato são formados os transistores incluído visto como dois diodos semicondutores para a frente. Redundância é justificada pela unificação do ciclo tecnológico.

Rectificao propriedades de diodos semicondutores são visíveis no exemplo do sulfureto de cobre. Isso não é difícil de ler na informação histórica abaixo. Além disso, os diodos semicondutores são baseadas em nenhuma não metais minerais naturais IV, os grupos V e VI vários óxidos, ligas dos corantes orgânicos (LEDs utilizados para a classe especificada substâncias).

A história do desenvolvimento da tecnologia de semicondutores

Os primeiros diodos "Crystal"

Ao contrário da crença comum as propriedades de rectificao de metal-semicondutor (Schottky diodo) têm sido desde há muito conhecida. Em termos de tecnologia de semicondutores começou a se desenvolver aos trancos e barrancos, após a Segunda Guerra Mundial. As causas do incidente:

1. Em tempo de guerra, a maioria dos países levou a investigação em novas tecnologias. Por exemplo, eu nasci e foi imediatamente mantido transistor segredo. Assim como o primeiro amplificador operacional a ser utilizado para accionar o sistema de defesa anti-aeronave à prova de balas. Esta invenção pode ser usada para ver a luz, o primeiro trabalho na referida área foram realizados no início de 30-s do século XX.
2. Cerca de 10 anos antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial, a maioria dos países apareceu no curso dos eventos futuros. Não surpreendentemente, que foi mantido favoritos secretos informações.
3. Se levarmos em consideração a Alemanha fascista, seu governo por motivos de inimizade há muito acalentado se recusa a comunicar com as outras potências européias. A ocasião foi o resultado da Primeira Guerra Mundial.

Assim, a tecnologia de semicondutores começou a se desenvolver nas condições da Organização das Nações Unidas recém-criados, para garantir a paz na terra, e recebeu o foral. Retificadoras propriedades de semicondutores são visíveis cientista alemão Karl Ferdinand Braun, Vamos em frente com um par de Prêmio Marconi Nobel para o desenvolvimento do telégrafo sem fio (rádio) em 1909. Infelizmente, não há nenhuma possibilidade de encontrar um emprego traduzir «Ueber morrer Stromleitung durch Schwefelmetalle», publicado na revista Annalen der Physik und Chemie em 1874, sob o número 153.

Dois anos antes, em março de 1872, Karl recebeu seu PhD por seu trabalho na área da corda vibrante. Em seguida, permanece na Universidade de Berlim. diretor científico do trabalho, Georg Quincke, foi designado para Würzburg, e ambos seguem, onde o foco é sobre a condutividade de materiais. Publicado um relatório sobre a passagem de corrente através dos sais fundidos e as propriedades das camadas de rectificao de gás com condutividade diferente. Inicialmente intrigado com sais de chumbo, Carl Braun chegou finalmente em sulfureto de cobre.

23 de novembro de 1874, tendo em conta a função de trabalho para uma discussão de amostras artificiais e naturais de material a partir do ponto de vista da condutividade eléctrica. Seleccionado mostrou a diferença na resistência dependendo da direcção é de 30%. Verificou-se que uma em direcção da condutividade da amostra depende da intensidade de corrente da corrente medida pelo galvanómetro. Então, nós descobrir e propriedades do material não-linear, agora exibido por diodos semicondutores. Ao mesmo tempo, o efeito foi dependente do método de aplicação dos eléctrodos metálicos, indicando anisotropia detectado qualidades.

Naquela época ele foi considerado inexplicável acontece, o resultado observado contradiz os fatos científicos conhecidos. Hoje sabe-se que um metal-semicondutor tem propriedades rectificar a par com o p-n-junção. A diferença é que a primeira queda de tensão menor. Consequentemente, os diodos semicondutores Schottky são utilizados como rectificadores nos estágios de fontes de alimentação de saída. No referido tempo Werner Siemens descobriram cristais selênio condutividade unilaterais. Mas Brown acrescentou uma outra gama de materiais, entre outras coisas - psilomelane (minério de manganês), criando o primeiro diodo (dot) antenal.

Um primeiro detector para o rádio

ideias Brown encontrou aplicação prática Jagadis Chandra Bos, primeiro detector recolhidos para uma frequência de rádio de uma onda milimétrica galena (sulfeto de chumbo) e receber um número de patentes US 755,840, arquivado 30 de setembro de 1901 e aprovado em março 1904. Bengali cientista informou sobre a invenção em 1899 pela Royal Society da Inglaterra. Já em dezembro de 1901, a unidade usada para descriptografar a transmissão telegráfico transatlântico Marconi.

Em breve, novos detectores:

• patente número 836.531, depositado em 20 de agosto, 1906 Greenleaf Pickard, notável para o facto de, pela primeira vez aqui refere-se à cristal de silício (com Inglês. - de silicone).
• Henry Dunwoody mar 23, 1906, para efeitos de rectificar a actual utilização de carboneto de silício (carborundo). Material sintetizado em primeiro lugar e só mais tarde encontrada nas ruínas de um meteorito caído.

Alguns detector de cristal de tempo foi usado e ainda deu LEDs de direcção em electrónica, mas com o invento de vácuo tubos semicondutores ter ido em banho-maria. E assim aconteceu com os anos do pós-guerra. Desde o início da década de 50 e da entrada em transistores de uso, e mais importante - a tecnologia de semicondutor germânio desenvolve trancos e barrancos hoje.

explicação encontrada

Apenas em 1928, Arnold Sommerfeld e jovens (elétrons Bloch) Felix Bloch explicou a abertura de Brown do ponto de vista da mecânica quântica. Na primeira aproximação, a nova direção da ciência não é difícil de aprender com as notas em 1931 Por quantum mecânica de elétrons em redes cristalinas autoria Gronich e Penny de Groningen Universidade. leitores de língua russa mais fáceis de se familiarizar com o modelo unidimensional do movimento de elétrons em um campo periódica, que, pela primeira vez ilustra claramente a natureza da ocorrência das bandas de energia no cristal.

Mostra-se que a função de distribuição de energia é contínuo. Apresentar a área permitida, separados por proibido. Hoje, na teoria conhecida a todos os alunos do curso de física da escola, mas um papel pioneiro inteiramente dado a Shockley, isso não é inteiramente verdade. Na verdade, uma teoria completa, que também concorda com a prática, resumiu sob os semicondutores Hans Bethe em 1942 (alguns anos mais tarde os famosos colegas).

O rápido desenvolvimento da tecnologia de semicondutores

Nos anos pós-guerra, os benefícios de fabricação de tecnologia de semicondutores ainda não eram claras. No início da produção 50 é ocupada por duas empresas norte-americanas:

1. Texas Instruments (1951 - dedicada spin-offs de serviço geofísico United) com 1950 produz transistores semicondutores, e hoje tem um papel de liderança na produção de eletrônicos componentes. Notorious Jack Kilby, o inventor de circuitos integrados, trabalhando na referida empresa. Na época dos mid-50 Texas Instruments ganhou o primeiro lugar em termos de volume de negócios na produção de tecnologia de semicondutores.
2. A empresa agora extinta Transitron, fundada em 1952 por Leo e David Bakalar, em 1955 a par com Texas Instruments produz mais de um terço de todos os dispositivos semicondutores em questão de anos, ele subiu para no máximo. Pai para empresa Texas Instruments existe desde 1930, trabalhou na guerra contra o governo e desfrutou de grande popularidade. No 1961 Transitron significa um volume de negócios de 40 milhões. dólares. E é até a primeira crise do petróleo! David foi listado como presidente até 1984, a empresa deixou de existir um par de anos.

declínio Transitron começou nos anos 60, quando erroneamente abandonado novas direções. Estamos falando de circuitos integrados. Perspectivas ganhou silício, mas principalmente devido à fama da Alemanha. Para mais informações sobre as causas da situação pode ser encontrada no tópico sobre transistores bipolares.

Adicionar na tecnologia de semicondutores exigem um alto grau de pureza de silício tal, que no momento da meados do século XX, a produção saiu extremamente caro. Ao mesmo tempo, os dispositivos de germânio mostram menor temperatura limite (85 graus Celsius) e quando sobreaquecido facilmente falhar. É fácil entender por que Transitron, recusou-se a investir em inovação, desde meados dos anos 60 começou a sofrer graves prejuízos.

A força recente da empresa foram tomadas longe de desenvolver o seu próprio microprocessador, que não teve sucesso comercial. By the way, germânio, de acordo com algumas estimativas, será mais uma vez um muito promissor e o elemento semicondutor. Por exemplo, com base nele criado e retificadores. E não só para rádio, mas também a rede industrial de 50 Hz 220 V, o que os torna promissores como substituto de relés volumosos.

diodos Shockley Semiconductor

Em 1956, William Shockley fundada em Palo Alto (Califórnia), sua própria empresa em Sauf Antonio Estrada 391. Esta é a primeira empresa envolvida em semicondutores, no lugar onde hoje está localizado famoso Vale do Silício. O produto principal foi diodo 4-camada, chamada entre diodo profissionais transistor ou um diodo Shockley.

De acordo com o equipamento autores tinham vindo para substituir relés convencionais da indústria das comunicações. Mas por causa da complexidade da realização da idéia não foi para a tecnologia dentes do tempo. Os leitores já deve ter adivinhado que nós estamos falando sobre os tiristores com uma resposta regenerativa. Assim, o diodo pode ser chamado e a referida bolacha. Ou melhor - diode Shockley.

É constituída por quatro camadas alternadas de semicondutor do tipo de condutividade. Completa-chamada do tipo n cátodo, um ânodo e um oposto, como um díodo convencional. Shockley diodo é baseado em efeito avalanche, as transições são bloqueados novamente após a diminuição da tensão, e o sistema retorna ao seu estado original.

novo tempo

Se no início dos anos 70 para a produção de materiais semicondutores claramente na liderança dos EUA, no início da década de 80, o Japão começou a ganhar impulso. Sudeste da Ásia e Europa foram os últimos que se juntou a corrida. Hoje, quatro região mencionado sobre volumes igualmente divididos de produção, e, é claro, um cobertor puxado sobre a China na primeira década do século XXI, o dobro do volume da respectiva emissão. De acordo com algumas projeções Pequim 2020 terá metade da produção mundial.