Kryštál dióda

Polovodičové diódy - elektrické zariadenie s p-n-prechodu, ktorý má nelineárny charakteristiku prúd-napätie. Prístroj použitý pre aktuálny rektifikácia súčasťou mostov rôznych druhov. Polovodičové dióda obvod je uvedený na tmavé (menej transparentné) trojuholník s vrcholom a kolmá funkcie na katóde (n-región).

Základné pojmy a definície

Polovodičovým dióda je prijatý do radu tried, správne identifikované ako oddelené rodine. To varikapovou, Zenerove diódy, LED diódy, a tak ďalej. Všeobecné sa stáva prítomnosť jedného p-n-prechodu. Tube usmerňovacie diódy sú tiež nazývané. V tejto súvislosti a platnými polovodičového epitetem poznamenať, prítomnosť p-n-prechodu.

Diódy sú cenené pre význačnými rektifikačnej vlastnosti. Prúd preteká p-n-prechodu v jednom smere, ktorý rieši širokú škálu technických problémov. Hmota aplikovaná napraviť vlastnosti polovodičov a integrovaných obvodov, vrátane kryštálov. Aj keď sa vytvorí procesory z väčšej časti na substráte tranzistory zahrnuté vnímané ako dva polovodičové diódy dopredu. Redundancia je odôvodnený zjednotenie technologického cyklu.

Rektifikačné vlastnosti polovodičové diódy sú viditeľné na príklade sulfidu medi. To nie je ťažké čítať v historickej informácie nižšie. Okrem toho sú polovodičové diódy sú založené na akýchkoľvek prírodných minerálnych nekovov IV, V a VI skupiny rôzne oxidy, zliatiny organických farbív (LED diódy použiť pre určené triedy látky).

História vývoja polovodičové technológie

Prvá "kryštál" diódy

Opačný k spoločnej viere už dlho známe, že rektifikačné vlastnosti kov-polovodič (Schottkyho diódy). Široko polovodičovej technológie sa začala rozvíjať míľovými krokmi po druhej svetovej vojne. Príčiny nehody:

1. V vojne, väčšina krajín viedol výskum nových technológií. Napríklad som sa narodil a bol okamžite utajené tranzistor. Rovnako ako prvý operačný zosilňovač, ktoré majú byť použité na pohon nepriestrelnú obranný systém proti lietadla. Tento vynález môže byť použitý pre zobrazenie svetla, prvá práca v uvedenej oblasti bolo vykonané na začiatku 30-tych rokov XX storočia.
2. Cca 10 rokov pred vypuknutím druhej svetovej vojny, väčšina krajín sa objavili v priebehu budúcich udalostí. Niet divu, že bol držaný v tajnosti obľúbených položiek informácií.
3. Ak vezmeme do úvahy fašistického Nemecka, jeho vláda z dôvodu dlhej-ochraňoval nepriateľstvo odmieta komunikovať s ostatnými európskymi mocnosťami. Príležitosť bola výsledok prvej svetovej vojny.

To znamená, že polovodičové technológie sa začala rozvíjať v podmienkach novovytvorenej Organizáciou Spojených národov, s cieľom zabezpečiť mier v krajine, a prijal jeho chartu. Usmerňovacie vlastnosti polovodičov sú viditeľné nemecký vedec Karl Ferdinand Braun, Dostať sa na pár Marconi Nobelovej ceny za rozvoj bezdrôtového telegrafu (rádio) v 1909. Bohužiaľ, neexistuje žiadna možnosť nájsť prácu preklady «über die Stromleitung durch Schwefelmetalle», publikovaný v časopise Annalen der Physik und Chémia v roku 1874 pod číslom 153.

O dva roky skôr, v marci 1872, Karl získal doktorát za svoju prácu v oblasti vibračné reťazca. Potom zostáva na berlínskej univerzite. Vedecký riaditeľ práce, Georg Quinckeho, bol pridelený do Würzburgu, a to ako sledovať, kde je kladený dôraz na vodivosť materiálu. Vydal správu o prechode prúdu cez roztavených solí a opravuje vlastnosti plynových vrstiev s rôznou vodivosťou. Spočiatku zaujal soli olova, Carl Braun dosiahla nakoniec sulfidu medi.

November 23, 1874 s ohľadom na pracovné funkcie pre diskusiu umelých a prírodných vzorky materiálu z hľadiska elektrickej vodivosti. Vybrané zistené, že tento rozdiel v odpore v závislosti na smere, je 30%. Bolo zistené, že v jednom smere vodivosti vzorky je závislá na intenzite prúdu meraného prúdu od galvanometra. Tak sme objavovať a vlastnosti nelineárne materiál, teraz vystavené polovodičovými diódami. Súčasne účinok bol závislý na spôsobe použitia kovových elektród, čo ukazuje, anizotropia detekovaný vlastnosti.

V tej dobe to bolo považované za nevysvetliteľné deje, pozorovaný výsledok v rozpore známych vedeckých poznatkoch. V súčasnej dobe je známe, že kov-polovodič má rektifikačné vlastnosti na rovnakej úrovni ako p-n-prechodu. Rozdiel je v tom, že prvé napätie klesnúť menej. V súlade s tým, polovodiče Schottkyho diódy sú použité ako usmerňovače vo výstupných fázach napájacích zdrojov. V uvedenom času Werner Siemens objavili jednostranná vodivosti selénu kryštály. Ale Brown pridal ďalšie rad materiálov, okrem iného - psilomelane (mangánovej rudy), vytvárať prvý anténny (bodka) diódy.

Prvý detektor pre rádio

Hnedé nápady našiel praktické aplikácie Jagadis Chandra Bos, zhromaždené prvý detektor pre rádiovú frekvenciu milimetrové vlny galenit (sulfid olovnatý), a získal americký patent číslo 755,840, podanej 30. septembra 1901 a bol schválený v marci 1904. Bengálska vedec správu o vynáleze v roku 1899 Royal Society of England. V decembri 1901 bol prístroj použitý na dešifrovanie transatlantický telegrafné prenos Marconi.

Čoskoro nové detektory:

• Patentu číslo 836531, podanej 20. august, 1906 Greenleaf Pickard, vyznačuje sa tým, že sa prvýkrát tu odkazuje na kryštálu kremíka (s anglicky. - silikón).
• Henry Dunwoody marec 23, 1906 účely rektifikačné aktuálne použitie karbidu kremíka (karborundum). Materiál najprv syntetizované a až neskôr nájdený v troskách spadnutého meteoritu.

Niektoré detektor kryštál čas bol použitý a dokonca dal smerových LED v elektronike, ale s vynálezom elektrónok polovodičov išli na zadnej horák. A tak sa stalo, aby povojnových rokoch. Od začiatku 50. rokov a proti vstupu tranzistory použiť, a čo je najdôležitejšie - germánium polovodičov technológia sa vyvíja míľovými krokmi dnes.

vysvetlenie nájdených

Až v roku 1928, Arnold Sommerfeld a mladí Felix Bloch (Bloch elektróny) vysvetlil otvorenie Brown z hľadiska kvantovej mechaniky. V prvom priblížení sa nový smer vedy nie je ťažké sa naučiť zo záznamov v roku 1931 na kvantovom mechanika elektrónov v kryštálových mriežkach autorom Gron a Penny Groningen University. Rusky hovoriaci čitateľa jednoduchšie zoznámiť sa s jednorozmerné modelu pohybu elektrónov v periodickej poli, ktorý sa prvýkrát jasne ilustruje povahu výskytu energetických skupín v kryštáli.

Je ukázané, že distribučná funkcia energie je kontinuálna. Predloží povolenú plochu, oddelené zakázané. V súčasnej dobe na teóriu je známe, že každý študent kurzu fyziky, ale priekopníkom úplne daná Shockleym, že to nie je tak úplne pravda. V skutočnosti, kompletnú teória, ktorá dobre súhlasí s praxou, zhrnul v rámci polovodičov Hans Bethe v roku 1942 (o niekoľko rokov neskôr slávnej kolegami).

Prudký rozvoj polovodičové technológie

V povojnových rokoch, prínos výroby polovodičové technológie neboli doteraz jasné. Na začiatku výroby 50 rokov je obsadená dvoma americkými spoločnosťami:

1. Texas Instruments (1951 - venované spin-off zo Spojených geofyzikálne služby) s 1950 produkuje polovodičových tranzistorov, a dnes má hlavnú úlohu vo výrobe elektronických komponenty. Notorious Jack Kilby, vynálezca integrovaných obvodov, pracujúci v uvedenej spoločnosti. V čase, keď v polovici 50. Texas Instruments získal prvé miesto z hľadiska obratu vo výrobe polovodičových technológií.
2. Zanikajúca spoločnosť Transitron, ktorá bola založená v roku 1952 Leo a David bakalár, od roku 1955 na rovnakej úrovni ako Texas Instruments vyrába viac ako tretina všetkých polovodičových súčiastok počas niekoľkých rokov, on sa zdvihol topy. Parent pre Texas Instruments spoločnosť existuje od roku 1930, pracoval vo vojne na vládu a teší širokej obľube. V roku 1961 Transitron znamená obrat vo výške 40 miliónov. dolárov. A to je na prvej ropnej krízy! David bol uvedený ako prezident až do roku 1984, spoločnosť prestala existovať niekoľko rokov.

Transitron pokles začal v 60. rokoch, keď sa zle opustený nové smery. Reč je o integrovaných obvodov. Vyhliadky získal kremík, ale predovšetkým kvôli sláve Nemecka. Pre viac informácií o príčinách tejto situácie možno nájsť v téme o bipolárnych tranzistorov.

Pridajte v polovodičovej technológii vyžadovať taký vysoký stupeň čistoty kremíka, že v čase, keď v polovici XX storočia, výroba vyšiel extrémne drahé. Zároveň germánia zariadenia ukazujú menšie medznú teplotu (85 stupňov Celzia) a pri prehriatí ľahko zlyhať. Je ľahké pochopiť, prečo Transitron, odmietol investovať do inovácií, od polovice 60. rokov začala trpieť vážne straty.

Nedávne Sila spoločnosti boli odobraté vyvíja vlastný mikroprocesor, ktorý nemal komerčného úspechu. Mimochodom, germánium, podľa niektorých odhadov bude opäť veľmi perspektívny a polovodičový prvok. Napríklad na základe vytvorila a usmerňovače. A to nielen na rádiu, ale aj priemyselné siete 50 Hz 220 V, čo z nich robí sľubné ako náhrada objemných relé.

Shockley Semiconductor diódy

V roku 1956, William Shockley založená v Palo Alto (Kalifornia), jeho vlastnej spoločnosti v sauf Antonio Road 391. Jedná sa o prvý podnik zaoberajúci sa polovodičov, v mieste, kde sa nachádza slávne Silicon Valley. Hlavným produktom bol 4-vrstva dióda, nazvaný medzi odborníkmi tranzistora diódu alebo Shockleyho diódou.

Podľa autorov zariadenie prišiel nahradiť konvenčné relé v odvetví komunikácií. Ale kvôli zložitosti realizáciu myšlienky nebolo do zubov technológie času. Čitatelia už tušil, že sa bavíme o tyristory s regeneratívnu odpovede. To znamená, že dióda môže byť volal, oblátky. Alebo skôr - Shockley diode.

Skladá sa zo 4 striedavého typu vodivosti polovodičových vrstiev. Plný zvaný N-typu katóda, anóda a opačný, ako konvenčné diódy. Shockleyho dióda je založený na lavínový prerazenie, prechody sú opäť zablokovaná po znížení napätia, a systém sa vráti do pôvodného stavu.

nový čas

Ak sa v začiatku 70. rokov na výrobu polovodičových materiálov jasne na čele USA, na začiatku 80. rokov, Japonsko začalo stavať na sile. Juhovýchodnej Ázii a Európe bol posledný, kto sa pripojil k závodu. V súčasnej dobe štyri zmienil oblasť približne rovnako rozdelených objemov výroby, a samozrejme, prikrývky zajazdil Číne v prvom desaťročí storočia XXI, zdvojnásobil objem emisie. Podľa niektorých odhadov v Pekingu 2020 bude mať polovica svetovej produkcie.