Diode de cristal

O diodă semiconductor - un dispozitiv electric cu un p-n-joncțiune, având o caracteristică neliniară curent-tensiune. Aparatul utilizat pentru rectificarea actuală, o parte a podurilor de diferite tipuri. Circuit Semiconductor dioda este indicat pe triunghiul întunecat (mai puțin transparent), cu un vârf și caracteristică perpendicular pe catod (n-regiune).

Termeni de bază și definiții

Prin dioda semiconductoare este acceptat la un număr de clase, identificat în mod corect ca o familie separată. Acest varicap, diode Zener, LED-uri, și așa mai departe. General devine prezența unui singur p-n-joncțiune. diode redresoare tub sunt, de asemenea, numite. În acest context și epitet semiconductor aplicabil menționat prezența p-n-joncțiune.

Diode sunt apreciate pentru proprietățile redresoare pronunțate. Curentul trece prin p-n-tranziția într-o singură direcție, care rezolvă o mare varietate de probleme tehnice. Masa aplicată proprietățile de semiconductori și circuite integrate, inclusiv cristale de rectificare. Deși sunt formate procesoarele pentru cea mai mare parte pe substrat tranzistori incluse privit ca două diode semiconductor înainte. Redundanța este justificată prin unificarea ciclului tehnologic.

Proprietățile Rectificativa de diode semiconductoare sunt vizibile pe exemplul sulfura de cupru. Acest lucru nu este dificil de citit în informațiile istorice de mai jos. În plus, diode semiconductoare sunt bazate pe orice nemetale minerale naturale IV, V și VI grupe diferiți oxizi, aliaje ale coloranților organici (LED-urile utilizate pentru clasa specificată substanțe).

Istoria dezvoltării tehnologiei de semiconductoare

Primele diode „cristal“

Contrar părerii generale proprietățile rectificare ale metalului-semiconductor (dioda Schottky) au fost mult timp cunoscute. Pe larg tehnologia semiconductorilor a început să se dezvolte de furtunos după al doilea război mondial. Cauzele incidentului:

1. În timp de război, majoritatea țărilor au condus cercetarea noilor tehnologii. De exemplu, m-am născut și am fost ținut imediat tranzistor secret. Precum și primul amplificator operațional pentru a fi utilizate pentru a conduce sistemul antiglonț de apărare antiaeriană. Această invenție poate fi utilizată pentru a vedea lumina, prima lucrare în zona respectivă au fost efectuate la începutul 30-e ai secolului XX.
2. Aproximativ 10 ani înainte de izbucnirea celui de-al doilea război mondial, cele mai multe țări au apărut în cursul evenimentelor viitoare. Nu este surprinzător, că a fost păstrat informații secrete favorite.
3. Dacă luăm în considerare Germania fascistă, guvernul său din motive de dușmănie lung prețuite refuză să comunice cu celelalte puteri europene. Ocazia a fost rezultatul primului război mondial.

Astfel, tehnologia semiconductorilor a început să se dezvolte în condițiile Națiunilor Unite nou create, pentru a asigura pacea în țară, și a primit carta sa. Proprietățile rectificativa de semiconductori sunt vizibile om de știință german Karl Ferdinand Braun, Urcă-te pe cu o pereche de Marconi Premiul Nobel pentru dezvoltarea telegrafului fără fir (radio), în 1909. Din păcate, nu există nici o posibilitate de a găsi un loc de muncă traducere «über die Stromleitung durch Schwefelmetalle», publicat în revista Annalen der Physik und Chemie în 1874 sub numărul 153.

Doi ani mai devreme, martie 1872, Karl a primit titlul de doctor pentru activitatea sa în zona șirului vibratoare. Apoi rămâne la Universitatea din Berlin. Director științific al lucrării, Georg Quincke, a fost repartizat la Würzburg, și ambele urmați în cazul în care se pune accent pe conductivitatea materialelor. A publicat un raport privind trecerea curentului prin săruri topite și proprietățile de rectificare ale straturilor de gaz cu diferite conductivitate. Inițial intrigat de săruri de plumb, Carl Braun a ajuns în cele din urmă la sulfura de cupru.

23 noiembrie 1874, în lumina funcției de lucru pentru o discuție de probe artificiale și naturale de material din punct de vedere al conductivității electrice. Selectat a arătat diferența în rezistența în funcție de direcția este de 30%. Se constată că într-o direcție de conductivitatea probei depinde de puterea actuală a curentului măsurat de galvanometru. Deci, descoperim și proprietățile materialelor neliniare, acum expuse de diode semiconductoare. În același timp, efectul a fost dependent de metoda de aplicare a electrozilor metalici, indicând anizotropie detectate calități.

La acel moment sa considerat inexplicabil se întâmplă, rezultatul observat contrazis faptele științifice cunoscute. Astăzi este cunoscut faptul că un metal-semiconductor a rectificare proprietăți pe picior de egalitate cu p-n-joncțiunii. Diferența constă în faptul că prima cădere de tensiune mai mică. Prin urmare, diode Schottky semiconductoare sunt folosite ca redresoare în etapele de ieșire de surse de alimentare. În timp a spus Werner Siemens a descoperit cristale unilaterale de seleniu de conductivitate. Dar Brown a adăugat o altă serie de materiale, printre altele - psilomelane (minereu de mangan), creând primul (dot) dioda antennal.

Un prim detector de radio,

idei Brown a găsit aplicarea practică Jagadis Chandra Bos, colectate primul detector pentru o frecvență radio dintr-un milimetru val galena (sulfura de plumb) și pentru a primi un număr de brevet US 755840, înregistrată în 30 septembrie 1901 și aprobat în martie 1904. Bengali om de știință a raportat pe invenția în 1899 de către Societatea Regală a Angliei. Deja în decembrie 1901 unitatea utilizată pentru a decripta transatlantica transmisia telegraf Marconi.

În curând, noi detectoare:

• Numărul brevetului 836531, depusă în 20 august 1906 Greenleaf Pickard, notabil pentru faptul că, pentru prima dată aici, se referă la cristalul de siliciu (cu limba engleză. - silicon).
• Henry Dunwoody 23 martie 1906 în vederea rectificării utilizării curente de carbură de siliciu (carborundum). Materialul sintetizat mai întâi și abia mai târziu a găsit pe ruinele unui meteorit căzut.

Unele detector de cristal a fost folosit timp și chiar a dat LED-uri de direcție în electronică, dar cu invenția de vid tuburi semiconductori au plecat de pe spate arzător. Și așa sa întâmplat în anii de după război. De la începutul anilor 50 și intrarea în tranzistori de utilizare, și cel mai important - tehnologia semiconductoarelor germaniu dezvoltă de furtunos astăzi.

explicația găsite

Numai în 1928, Arnold Sommerfeld și tineri (electroni Bloch) Felix Bloch a explicat deschiderea Brown, din punctul de vedere al mecanicii cuantice. În primă aproximație, noua direcție a științei nu este greu de învățat de la notele din 1931 cu privire la cuantumul mecanicii de electroni în barilor de cristal autor Gronich si Penny din Groningen Universitatea. cititorii vorbitori de limbă rusă mai ușor să se familiarizeze cu modelul unidimensional al mișcării de electroni într-un domeniu periodic, care, pentru prima dată, ilustrează în mod clar natura apariției benzilor de energie din cristal.

Se arată că funcția de distribuție a energiei este continuă. Prezentați zona permisă, separate prin interzis. Astăzi, pe teoria cunoscută pentru fiecare elev al cursului de fizica școală, dar un rol de pionierat dat Shockley în întregime, nu e în întregime adevărat. De fapt, o teorie completă, care este de acord bine cu practica, a rezumat în semiconductoare Hans Bethe în 1942 (câțiva ani mai târziu faimoasele colegii).

Dezvoltarea rapidă a tehnologiei semiconductoare

În anii de după război, beneficiile de fabricație a tehnologiei de semiconductoare care nu au fost încă clar. La începutul producției 50 este ocupat de două companii americane:

1. Texas Instruments (1951 - dedicat spin-off-uri din Regatul servicii geofizice) cu 1950 produce tranzistori semiconductoare, iar astăzi are un rol de lider în producția de electronice componente. Notorious Jack Kilby, inventatorul circuitelor integrate, care lucrează în respectiva companie. La momentul de la mijlocul anilor 50 Texas Instruments a câștigat primul loc în ceea ce privește cifra de afaceri în producția de tehnologii semiconductoare.
2. Compania acum desființată Transitron, fondată în 1952 de către Leo și David Bakalar, 1955 la egalitate cu Texas Instruments produce mai mult de o treime din toate dispozitivele semiconductoare într-o chestiune de ani, el a crescut la topuri. Mamă pentru compania Texas Instruments a existat din 1930, a lucrat în război cu guvernul și sa bucurat de popularitate largă. În 1961 Transitron înseamnă o cifră de afaceri de 40 de milioane. de dolari. Și este de până la prima criză a petrolului! David a fost listat ca președinte până în 1984, compania a încetat să mai existe câțiva ani.

Declinul Transitron a început în anii '60, când au abandonat în mod greșit noi direcții. Este vorba despre circuite integrate. Perspectivele câștigat de siliciu, deși în primul rând din cauza faima Germania. Pentru mai multe informații despre cauzele situației pot fi găsite în subiect despre tranzistoare bipolare.

Adăugați în tehnologia semiconductorilor necesită un astfel de grad ridicat de puritate de siliciu, care la momentul la mijlocul secolului XX, producția a ieșit extrem de costisitoare. În același timp, dispozitivele de germaniu arată temperatură mai mică limită (85 grade Celsius) și atunci când sunt supraîncălzite nu reușesc cu ușurință. Este ușor de înțeles de ce Transitron, a refuzat să investească în inovare, de la mijlocul anilor '60 a început să sufere pierderi serioase.

Recenta forță a companiei au fost luate departe de a dezvolta propriul său microprocesor, care nu a avut un succes comercial. Prin modul în care, germaniu, potrivit unor estimări, va fi din nou o foarte promițătoare și elementul semiconductor. De exemplu, pe baza a creat și redresoare. Și nu numai la radio, dar, de asemenea, rețeaua industrială 50 Hz 220 V, ceea ce le face promițătoare ca înlocuirea releelor ​​voluminoase.

diode Shockley Semiconductor

În 1956, William Shockley fondat în Palo Alto (California), propria sa companie de la Sauf Antonio Road 391. Aceasta este prima întreprindere implicată în semiconductori, în locul în care acum se află celebrul Silicon Valley. Produsul principal a fost dioda cu 4 straturi, numite printre diode profesioniști tranzistor sau o diodă Shockley.

Potrivit autorilor echipamentului au venit să înlocuiască relee convenționale din industria de comunicații. Dar, din cauza complexității realizarea ideii că nu a fost la tehnologia dinților din timp. Cititorii au ghicit deja că vorbim despre tiristoarelor cu un raspuns de regenerare. Astfel, dioda poate fi numit și a spus plachetă. Sau, mai degrabă - dioda Shockley.

Se compune din 4 straturi semiconductoare de tip conductivitate. Full-numit de tip n catod, un anod și un opus, ca o diodă convențională. Shockley dioda se bazează pe defalcare avalanșă, tranzițiile sunt blocate din nou după scăderea tensiunii, iar sistemul revine la starea inițială.

nou timp

Dacă la începutul anilor 70 pentru producția de materiale semiconductoare în mod clar în conducerea SUA, la începutul anilor '80, Japonia a început să construiască impuls. Asia de Sud-Est și Europa au fost ultimul care a intrat în cursă. Astăzi, patru regiune a menționat mai multe despre volumul de producție în mod egal împărțite, și, desigur, o pătură tras pe China, în primul deceniu al secolului XXI, a dublat volumul emisiunii. Potrivit unor previziuni Beijing 2020 va avea jumătate din producția mondială.