Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka"

Transkrypt

1 Zakład Inżynierii Materiałowej i Systemów Pomiarowych Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ĆWICZENIE 3 LIM Materiały i przyrządy półprzewodnikowe. Łódź 2014

2 1. Wiadomości wstępne Półprzewodniki są to materiały, których szerokość pasma zabronionego zawiera się w przedziale 0.5 do 3 ev. Rezystywność w temperaturze pokojowej jest większa od rezystywności metali a mniejsza od rezystywności dielektryków ( Ωm). Do tej grupy materiałów zaliczamy głównie pierwiastki IV grupy układu okresowego, przede wszystkim : krzem (Si), german (Ge) oraz szereg związków chemicznych, np.: GaAs, SiC, GaP. Do budowy pierwszych przyrządów półprzewodnikowych wykorzystano przede wszystkim german. Obecnie najczęściej stosowany jest krzem a w zastosowaniach specjalnych arsenek galu i węglik krzemu. Modele pasmowe półprzewodników, metali i dielektryków przedstawiono na rys.1. Szerokość pasma zabronionego odpowiada ilości energii potrzebnej do generacji swobodnych nośników ładunku elektrycznego. Właściwości elektryczne półprzewodników związane są właśnie z szerokością pasma zabronionego w energetycznym modelu pasmowym (Ge 0,7 ev, Si 1,1 ev, GaAs 1,4 ev, GaN 3,4 ev). Pasmo przewodnictwa W [ev] Pasmo przewodnictwa W [ev] Pasmo przewodnictwa W g W g Pasmo walencyjne Pasmo walencyjne Pasmo walencyjne a) b) c) Rys.1 Model pasmowy a) dielektryków, b) półprzewodników, c) metali Ze względu na właściwości elektryczne półprzewodniki dzielą się na: samoistne i domieszkowe. 2. Półprzewodniki samoistne. W temperaturze zera bezwzględnego (0 K) pasmo walencyjne półprzewodnika jest całkowicie zapełnione, a pasmo przewodnictwa całkowicie puste. Brak swobodnych nośników ładunku w obu pasmach powoduje, że półprzewodnik nie przewodzi prądu elektrycznego. Ze wzrostem temperatury następuje wzrost energii elektronów i zwiększa się

3 prawdopodobieństwo przejścia elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. W wyniku przejścia elektronów w paśmie walencyjnym powstają wolne miejsca nazywane dziurami. Taki proces nazywamy generacją termiczną par elektron-dziura. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie koncentracja nośników swobodnych (elektronów i dziur). W każdej temperaturze ograniczona liczba elektronów może przejść do pasma przewodnictwa. Gęstość prądu j w dowolnym ośrodku materialnym jest określona wzorem: j env (1) gdzie: e ładunek nośnika (elektronu lub dziury), n koncentracja nośników (liczba przypadająca na jednostkę objętości), v prędkość ruchu nośników Stąd konduktywność jest wyrażona wzorem: j v en en (2) E E gdzie: E natężenie pola elektrycznego, - ruchliwość nośników Za przewodnictwo prądu w półprzewodniku odpowiadają dziury i elektrony. Koncentrację oraz ruchliwość elektronów i dziur oznaczamy symbolami: n, p, e, p. Koncentrację nośników samoistnych można wyznaczyć z następującej zależności: W g ( ) 2kT n p Ae (3) gdzie: W g szerokość pasma zabronionego, k - stała Boltzmana, T - temperatura bezwzględna, A stała zależna od liczby stanów energii w paśmie przewodnictwa lub w paśmie 3. Półprzewodniki domieszkowane. walencyjnym Przyrządy półprzewodnikowe wytwarzane są głównie z półprzewodników domieszkowanych. Jeżeli w sieci krystalicznej czterowartościowego krzemu pojawi się pięciowartościowy atom domieszki, np. fosfor, to cztery elektrony walencyjne atomu domieszki biorą udział w wiązaniu z sąsiednimi atomami krzemu. Piąty elektron pozostaje słabo związany z atomem. Domieszki atomów pięciowartościowych nazywamy donorami, a powstające poziomy - poziomami donorowymi. Energia potrzebna do przejścia tego elektronu z poziomu donorowego do pasma przewodnictwa (energia jonizacji) jest znacznie mniejsza niż energia potrzebna do generacji samoistnej par elektrondziura (W g ). Pod względem struktury pasmowej istnienie domieszki o bardzo malej energii jonizacji oznacza pojawienie się dodatkowego poziomu w obszarze przerwy energetycznej, leżącego blisko dna pasma przewodnictwa (rys2b). Różnicę między energią dna pasma

4 przewodnictwa a energią poziomu donorowego oznacza się W d. Ze względu na małą wartość energii jonizacji, prawdopodobieństwo przejścia elektronu do pasma przewodnictwa z poziomu donorowego jest zdecydowanie większe niż z pasma walencyjnego. W takim półprzewodniku dominuje przewodnictwo elektronowe. Elektrony są nośnikami większościowymi, a dziury - mniejszościowymi. Półprzewodniki takie nazywamy półprzewodnikami typu n. Si Si Si W Pasmo przewodnictwa Poziom donorowy Si P Si Si Si Si 0 Pasmo walencyjne x a) b) Rys. 2. Domieszkowanie czterowartościowego krzemu pięciowartościowym fosforem, a) schemat domieszkowania, b) model pasmowy. Jeżeli czterowartościowy atom krzemu zastąpimy trzywartościowym atomem boru jedno z wiązań kowalencyjnych pozostaje niekompletne. Takie wiązanie może zostać uzupełnione elektronem z sąsiedniego atomu krzemu. Przejście takie wymaga bardzo niewielkiej energii. Pod względem struktury pasmowej oznacza to pojawienie się dodatkowego poziomu energetycznego leżącego blisko wierzchołka pasma walencyjnego. Ze względu na niewielką wartość energii potrzebnej do uzupełnienia wiązania (rys. 3b), proces ten występuje już w bardzo niskich temperaturach. Domieszki tego typu nazywamy akceptorami, a powstające poziomy poziomami akceptorowymi. Półprzewodniki takie nazywamy półprzewodnikami typu p. Nośnikami większościowymi będą w tym przypadku dziury, a mniejszościowymi elektrony.

5 Si Si Si W Pasmo przewodnictwa Si B Si Poziom akceptorowy Si Si Si Pasmo walencyjne x a) b) Rys. 3. Domieszkowanie czterowartościowego krzemu trójwartościowym borem, a) schemat domieszkowania, b) model pasmowy. Typowe wartości koncentracji domieszek zawierają się w przedziale ( ) atom/cm 3. Ponieważ energia jonizacji domieszek jest znacznie mniejsza od szerokości przerwy energetycznej, można przyjąć, że w niskich temperaturach wystąpi tylko jonizacja domieszek. Ze wzrostem temperatury istotnego znaczenia będzie nabierała generacja elektronów swobodnych z pasma walencyjnego. Dla tego obszaru temperatury, koncentracja nośników jest określona zależnościami: W d 3 2 2kT n AT e (4) W a 3 2 2kT p BT e (5) gdzie: A i B - stałe zależne m.in. od koncentracji domieszek, W d i W a - energie jonizacji donorów i akceptorów. 4. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników Biorąc pod uwagę fakt, że w półprzewodnikach transport ładunku jest efektem ruchu elektronów i dziur, konduktywność wyraża się wzorem: e nn p p (6) gdzie: n, n, p, p jest odpowiednio koncentracją i ruchliwością elektronów i dziur. Typowa temperaturowa zależność konduktywności półprzewodników domieszkowanych jest przedstawiona na rysunku 4.

6 ln d b s c d a Rys. 4. temperaturowa zależność konduktywności półprzewodników domieszkowanych. W obszarze niskich temperatur (odcinek ab) konduktywność materiału półprzewodnikowego jest określona zależnością: d Wd kt 0e 2 gdzie: 0 - współczynnik stały dla danego półprzewodnika. (7) Po zlogarytmowaniu zależność 7 przyjmuje postać funkcji liniowej: przy czym W d ln d ln 0 (8) 2kT Wd tg d jest współczynnikiem kierunkowym odcinka ab. 2k W obszarze wyczerpywania się domieszek (obszar bc) wszystkie domieszki biorą udział w przewodnictwie, lecz nie występuje jeszcze zauważalne generowanie cieplne nośników samoistnych. W obszarze tym koncentracja nośników jest stała i dlatego też zależność konduktywności od temperatury jest określona wpływem temperatury na ruchliwość nośników. Zwykle w tym obszarze występuje już rozpraszanie na fononach i ruchliwość, a co się z tym wiąże konduktywność nieznacznie maleje (odcinek bc) W obszarze wyższych temperatur półprzewodnik charakteryzuje się przewodnictwem samoistnym. Przy założeniu, że rozpraszanie nośników odbywa się na drganiach cieplnych sieci, równanie konduktywności w tym obszarze ma następującą postać: lub w skali pół logarytmicznej s Wg ( ) 2kT 0e 1/T (9)

7 przy czym tg kąta nachylenia odcinka cd wynosi W g ln s ln 0 (10) 2kT W g tg s (11) 2k Możemy zauważyć, że znając zależność konduktywności półprzewodnika w obszarze samoistnym w funkcji temperatury można wyznaczyć szerokość pasma zabronionego W g badanego materiału. W zasadzie wyznaczanie konduktywności materiału półprzewodnikowego przeprowadza się takimi samymi metodami, jak w przypadku metali. Głównymi źródłami błędów przy pomiarach konduktywności półprzewodników są zjawiska kontaktowe, powstające między metalowymi elektrodami, a materiałem badanym. Kontakty te są z reguły nieomowe i mają właściwości prostownicze. Oprócz tego rezystancje kontaktów mogą być znacznie większe od rezystancji samej próbki, co może spowodować dodatkowo błędy pomiaru. Uzyskanie prawidłowych wyników badania materiałów półprzewodnikowych zależy od opanowania techniki sporządzania styków (najlepiej omowych). Styki takie powinny charakteryzować się prostoliniową charakterystyką prądowo - napięciową przy możliwie jak najmniejszym oporze kontaktu. Styk omowy nie powinien zmieniać własności ani pod wpływem temperatury, ani pod wpływem ciśnienia, jak również światła i innych czynników zewnętrznych. Przy sporządzaniu styków metal - półprzewodnik należy przestrzegać kilku najbardziej elementarnych reguł, celem wyeliminowania najpoważniejszych błędów. Należy znać przede wszystkim typ przewodnictwa półprzewodnika. W półprzewodnikach typu n należy dobierać metale o małej pracy wyjścia, a w przypadku półprzewodnika typu p o dużej pracy wyjścia. Następnym warunkiem jest przygotowanie powierzchni próbki materiału w miejscu przeznaczonym do styku. Miejsce to powinno być oszlifowane. Pozwala to silnie zakłócić strukturę kryształu w miejscu styku z elektrodą celem zwiększenia do maksimum rekombinacji nośników mniejszościowych, gdyby te dostały się z metalu do półprzewodnika. Ogranicza się w ten sposób obszar ewentualnie naruszonej równowagi do warstwy przykontaktowej. Istotnym jest również bezpośredni styk metalu z półprzewodnikiem, a nie styk przez warstwę np. tlenkową. Poza własnościami elektrycznymi istnieje cały szereg innych własności fizyko-chemicznych, które winien posiadać użyteczny do celów pomiarowych styk. Chodzi tu głównie o procesy dyfuzyjne, w wyniku których obcy materiał może wpływać na własności warstwy przykontaktowej półprzewodnika. Zmiany takie

8 mogą występować szczególnie w wysokich temperaturach, na przykład przy badaniu współczynnika temperaturowego przewodnictwa, ruchliwości itp. Inną ważną cechą kontaktu jest jego wytrzymałość mechaniczna w różnych temperaturach. Styki nadające się do użycia w temperaturze pokojowej nie zawsze mogą być przydatne w temperaturach wysokich, jak np. elektrody indowe. Technika sporządzania styków została bardzo rozwinięta, tak że dysponuje się wieloma sposobami ich wytwarzania. Do najważniejszych sposobów dołączania elektrod metalicznych do półprzewodników należą: dociskanie, lutowanie, wtapianie, osadzanie elektrolityczne, osadzanie chemiczne, napylanie próżniowe, spawanie, nanoszenie past i wypalanie ich, metody termokompresyjne. Układ pomiarowy wykorzystujący metodę czterosondową (rys.5) pozwala na wyeliminowanie wpływu nieomowych kontaktów na dokładność pomiaru. Przy założeniu równomiernego pola przepływowego w próbce, konduktywność materiału można wyznaczyć z zależności: I l (13) U S gdzie: I - prąd płynący przez próbkę, U - napięcie między sondami napięciowymi, l - odległość między ostrzami sond napięciowych, S - przekrój poprzeczny próbki. U I S 1 S 4 S 3 S 2 próbka Rys.5. Zasada pomiaru konduktywności półprzewodników. S 1, S 2 - styki prądowe ; S 3, S 4 - sondy napięciowe

9 5. Złącze P-N Złącze p-n jest to złącze dwóch półprzewodników domieszkowych o różnych typach przewodnictwa (p,n). Jest podstawowym elementem większości przyrządów półprzewodnikowych. W stanie równowagi termodynamicznej w wyniku różnej koncentracji domieszek w pobliżu złącza dochodzi do dyfuzji nośników większościowych. W wyniku przejść nośniki ulegają rekombinacji (połączenie elektronów z dziurami). W wyniku rekombinacji dochodzi do redukcji nośników po obu stronach złącza, taki obszar nosi nazwę warstwy zubożonej lub warstwy zaporowej. Pole elektryczne w warstwie zaporowej (U B bariera potencjałów) hamuje przepływ nośników. Wartość U B zależy od rodzaju półprzewodnika i wynosi przykładowo: dla krzemu 0,7V; dla germanu 0,3V. Szerokość warstwy zaporowej a tym samym wartość bariery potencjałów zależy od napięcia zewnętrznego. Jeżeli biegun dodatni dołączymy do obszaru p a biegun ujemny do obszaru n dochodzi do zmniejszenia warstwy zaporowej a bariera potencjałów pomniejsza się o wartość przyłożonego napięcia. Złącze takie jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia a jego rezystancja jest mała. Jeżeli natomiast biegun dodatni podłączony jest do obszaru n a biegun ujemny do obszaru p złącze spolaryzowane jest w kierunku zaporowym. Bariera potencjałów zwiększa, przez złącze płynie bardzo mały prąd nośników mniejszościowych. W tym przypadku rezystancja złącza jest duża (dla Ge~10 6 Ω ;dla Si~10 10 Ω). Zachowanie złącza pod wpływem zmiany napięcia zewnętrznego przedstawia charakterystyka prądowonapięciowa złącza p-n (rys.6). Pierwsza ćwiartka odpowiada polaryzacji w kierunku przewodzenia. Po przekroczeniu napięcia powyżej wartości bariery potencjałów rezystancja gwałtownie maleje i nie przekracza kilku omów. Trzecia ćwiartka odpowiada polaryzacji w kierunku zaporowym. Poziomy kształt charakterystyki wynika z dużej rezystancji złącza. Po przekroczeniu pewnej wartości napięcia (napięcie przebicia U BR ) dochodzi do nieodwracalnego uszkodzenia złącza przebicie.

10 I F [A] U BR U F [V] Rys. 6. Charakterystyka prądowo-napięciowa złącza p-n. Wzrost temperatury powoduje zmianę kształtu charakterystyki prądowo-napięciowej złącza. Przy założeniu stałej wartości prądu wzrost temperatury powoduje obniżenie napięcia w kierunku przewodzenia. Zmianę spadku napięcia określa temperaturowy współczynnik spadku napięcia, który wynosi -2mV/K. W kierunku zaporowym natomiast przy założeniu stałego napięcia wzrost temperatury powoduje wzrost natężenia prądu. Sytuacja taka ma miejsce zanim osiągnięte zostanie napięcia przebicia. W zależności od mechanizmu przebicia wzrost temperatury powoduje zwiększenia napięcia przebicia ( zjawisko powielania lawinowego) lub zmniejsza (efekt Zenera).

11 6. Przebieg ćwiczenia 6.1 Rodzaj i wymiary badanych materiałów Próbka A: Si typ n długość próbki a = 40 mm szerokość próbki b = 15,5 mm grubość próbki d = 0,5 mm odl. el. napięciowych l = 12,7 mm Próbka B: Ge typ n długość próbki a = 30 mm szerokość próbki b = 8,8 mm grubość próbki d = 0,7 mm odl. el. napięciowych 1 = 13,4 mm 6.2 Schemat układu pomiarowego T mv K S 3 S 1 S 2 S 4 P ma E Rys.7 Schemat układu pomiarowego: E - źródło napięcia stałego, ma - miliamperomierz, mv - miliwoltomierz, P - próbka materiału półprzewodnikowego, S 1, S 2 - napięciowe sondy ostrzowe, S 3, S 4 - styki prądowe, K - komora grzejna, T termometr

12 6.3 Przebieg badań 1. Połączyć układ jak na rys Ustalić wartość prądu w obwodzie (próbki połączone szeregowo) I=2,5 ma 3. Włączyć ogrzewanie komory i wykonać pomiary w zakresie temperatur od 30 C do 130 C. Wyniki zamieścić w tabeli. 4. Obliczyć konduktywności poszczególnych próbek. 1. Wykreślić wykres ln w funkcji 1000/T dla obydwu próbek materiałów półprzewodnikowych. 2. Wyznaczyć szerokość pasma zabronionego dla tego materiału, który w zakresie badanych temperatur charakteryzuje się przewodnictwem samoistnym, wykorzystując do tego wykreśloną charakterystykę ln(1000/t). 6.4 Wyniki pomiarów i obliczeń Próbka A Lp. I U1 U 2 1 : : 15 U śr ma V V VU t 1000 / T 0 C K -1 S/m Próbka B Lp. I U1 U 2 1 : : 15 Przykłady obliczeń: U śr ma V V VU konduktywność materiału półprzewodnikowego szerokość pasma zabronionego t 1000 / T 0 C K -1 S/m =. W g =.

13 6.5 Wyznaczanie charakterystyk prądowo napięciowych diod krzemowej i germanowej w funkcji temperatury Układ połączeń: R V V Układ dla kierunku zaporowego R V 1 V 2 Układ dla kierunku przewodzenia

14 L.p L.p Ge/Si kierunek przewodzenia kierunek zaporowy T Rb T Rb [ C] [K] [] [ C] [K] [] U1 I U2 U1 I U2 [mv] [ma] [V] [mv] [ma] [V] T Rb T Rb [ C] [K] [] [ C] [K] [] U1 I U2 U1 I U2 [mv] [ma] [V] [mv] [ma] [V] Obliczyć współczynnik temperaturowy β zmiany napięcia na złączu w kierunku przewodzenia mierząc wartość napięcia przewodzenia dla dwu różnych temperatur przy tym samym natężeniu I dla obu diod i porównać. U du dt J const U T1 U T1 T 2 T 2 I const Obliczyć zmienność α prądu na złączu w kierunku zaporowym mierząc wartość prądu dla dwu różnych temperatur przy tym samym napięciu U 2 dla diody krzemowej i germanowej i porównać. I T1 IT1 % T 2 T1 U const IT I

Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane

Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane Półprzewodnik typu n IV-Ge V-As Jeżeli pięciowartościowy atom V-As zastąpi w sieci atom IV-Ge to cztery elektrony biorą udział w wiązaniu kowalentnym,

Bardziej szczegółowo

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury.

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury. WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie

Bardziej szczegółowo

Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne

Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Zadania elektroniki: Urządzenia elektroniczne

Bardziej szczegółowo

3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17)

3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17) 152 Elektryczność 3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk tranzystora npn w układzie ze wspólnym emiterem W E. Zagadnienia do przygotowania: półprzewodniki,

Bardziej szczegółowo

Badanie charakterystyki diody

Badanie charakterystyki diody Badanie charakterystyki diody Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk prądowo napięciowych różnych diod półprzewodnikowych. Wstęp Dioda jest jednym z podstawowych elementów elektronicznych,

Bardziej szczegółowo

2. Półprzewodniki. Istnieje duża jakościowa różnica między właściwościami elektrofizycznymi półprzewodników, przewodników i dielektryków.

2. Półprzewodniki. Istnieje duża jakościowa różnica między właściwościami elektrofizycznymi półprzewodników, przewodników i dielektryków. 2. Półprzewodniki 1 Półprzewodniki to materiały, których rezystywność jest większa niż rezystywność przewodników (metali) oraz mniejsza niż rezystywność izolatorów (dielektryków). Przykłady: miedź - doskonały

Bardziej szczegółowo

Złącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy

Złącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy Złącze p-n: dioda Półprzewodniki Przewodnictwo półprzewodników Dioda Dioda: element nieliniowy Przewodnictwo kryształów Atomy dyskretne poziomy energetyczne (stany energetyczne); określone energie elektronów

Bardziej szczegółowo

3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA

3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA 3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA Złącze p-n jest to obszar półprzewodnika monokrystalicznego utworzony przez dwie graniczące ze sobą warstwy jedną typu p i drugą typu n. Na rysunku 3.1 przedstawiono uproszczony

Bardziej szczegółowo

Fizyka i technologia złącza PN. Adam Drózd 25.04.2006r.

Fizyka i technologia złącza PN. Adam Drózd 25.04.2006r. Fizyka i technologia złącza P Adam Drózd 25.04.2006r. O czym będę mówił: Półprzewodnik definicja, model wiązań walencyjnych i model pasmowy, samoistny i niesamoistny, domieszki donorowe i akceptorowe,

Bardziej szczegółowo

Przewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki

Przewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki Przewodność elektryczna ciał stałych Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH LABORAORUM ELEKRONK Ćwiczenie 1 Parametry statyczne diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk podstawowych typów diod półprzewodnikowych oraz zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Złącze p-n powstaje wtedy, gdy w krysztale półprzewodnika wytworzone zostaną dwa obszary o odmiennym typie przewodnictwa p i n. Nośniki większościowe

Złącze p-n powstaje wtedy, gdy w krysztale półprzewodnika wytworzone zostaną dwa obszary o odmiennym typie przewodnictwa p i n. Nośniki większościowe Diody Dioda jest to przyrząd elektroniczny z dwiema elektrodami mający niesymetryczna charakterystykę prądu płynącego na wyjściu w funkcji napięcia na wejściu. Symbole graficzne diody, półprzewodnikowej

Bardziej szczegółowo

W1. Właściwości elektryczne ciał stałych

W1. Właściwości elektryczne ciał stałych W1. Właściwości elektryczne ciał stałych Względna zmiana oporu właściwego przy wzroście temperatury o 1 0 C Materiał Opór właściwy [m] miedź 1.68*10-8 0.0061 żelazo 9.61*10-8 0.0065 węgiel (grafit) 3-60*10-3

Bardziej szczegółowo

Część 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych

Część 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych Część 2 Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych Łukasz Starzak, Przyrządy półprzewodnikowe mocy, zima 2015/16 20 Półprzewodniki Materiały, w których

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 243 4.2. Badanie zależności temperaturowej oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika

Ćwiczenie 243 4.2. Badanie zależności temperaturowej oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Ćwiczenie 243 4.2. Badanie zależności temperaturowej oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika Tabela I. Metal Nazwa próbki:

Bardziej szczegółowo

Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka

Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka Teoria pasmowa Anna Pietnoczka Opis struktury pasmowej we współrzędnych r, E Zmiana stanu elektronów przy zbliżeniu się atomów: (a) schemat energetyczny dla atomów sodu znajdujących się w odległościach

Bardziej szczegółowo

Rys.1. Struktura fizyczna diody epiplanarnej (a) oraz wycinek złącza p-n (b)

Rys.1. Struktura fizyczna diody epiplanarnej (a) oraz wycinek złącza p-n (b) Ćwiczenie E11 UKŁADY PROSTOWNIKOWE Elementy półprzewodnikowe złączowe 1. Złącze p-n Złącze p-n nazywamy układ dwóch półprzewodników.jednego typu p w którym nośnikami większościowymi są dziury obdarzone

Bardziej szczegółowo

Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja

Bardziej szczegółowo

Elementy elektroniczne Wykłady 3: Półprzewodniki. Teoria złącza PN

Elementy elektroniczne Wykłady 3: Półprzewodniki. Teoria złącza PN Elementy elektroniczne Wykłady 3: Półprzewodniki. Teoria złącza PN Budowa i właściwości elektryczne ciał stałych - wprowadzenie Budowa atomu: a) model starożytny b) model J.J. Thompsona c) model E. Rutherforda

Bardziej szczegółowo

Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja

Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek

Bardziej szczegółowo

Instrukcja do ćwiczenia: Badanie diod półprzewodnikowych i LED (wersja robocza)

Instrukcja do ćwiczenia: Badanie diod półprzewodnikowych i LED (wersja robocza) Instrukcja do ćwiczenia: Badanie diod półprzewodnikowych i LED (wersja robocza) Laboratorium Elektroenergetyki 1 1. Cel i program ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z budową diody półprzewodnikowej

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 241. Wyznaczanie ładunku elektronu na podstawie charakterystyki złącza p-n (diody półprzewodnikowej) .. Ω.

Ćwiczenie 241. Wyznaczanie ładunku elektronu na podstawie charakterystyki złącza p-n (diody półprzewodnikowej) .. Ω. Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Ćwiczenie 241 Wyznaczanie ładunku elektronu na podstawie charakterystyki złącza p-n (diody półprzewodnikowej) Opór opornika

Bardziej szczegółowo

35 KATEDRA FIZYKI STOSOWANEJ

35 KATEDRA FIZYKI STOSOWANEJ 35 KATEDRA FIZYKI STOSOWANEJ PRACOWNIA FIZYKI Ćw. 35. Wyznaczanie charakterystyk diod półprzewodnikowych Wprowadzenie Substancje w przyrodzie mają dużą rozpiętość wartości oporu właściwego od najmniejszej

Bardziej szczegółowo

Przerwa energetyczna w germanie

Przerwa energetyczna w germanie Ćwiczenie 1 Przerwa energetyczna w germanie Cel ćwiczenia Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporu monokryształu germanu od temperatury. Wprowadzenie Eksperymentalne badania

Bardziej szczegółowo

Półprzewodniki samoistne. Struktura krystaliczna

Półprzewodniki samoistne. Struktura krystaliczna Półprzewodniki samoistne Struktura krystaliczna Si a5.43 A GaAs a5.63 A ajczęściej: struktura diamentu i blendy cynkowej (ZnS) 1 Wiązania chemiczne Wiązania kowalencyjne i kowalencyjno-jonowe 0K wszystkie

Bardziej szczegółowo

IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.

IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody. 1 A. Fotodioda Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym w którym zachodzi

Bardziej szczegółowo

Półprzewodniki. złącza p n oraz m s

Półprzewodniki. złącza p n oraz m s złącza p n oraz m s Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana ze środków Unii

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 123. Dioda półprzewodnikowa

Ćwiczenie 123. Dioda półprzewodnikowa Ćwiczenie 123 Ćwiczenie 123. Dioda półprzewodnikowa Cel ćwiczenia Poznanie własności warstwowych złącz półprzewodnikowych typu p-n. Wyznaczenie i analiza charakterystyk stałoprądowych dla różnych typów

Bardziej szczegółowo

10 K AT E D R A F I Z Y K I S T O S OWA N E J

10 K AT E D R A F I Z Y K I S T O S OWA N E J 10 K AT E D R A F I Z Y K I S T O S OWA N E J P R A C O W N I A P O D S T A W E L E K T R O T E C H N I K I I E L E K T R O N I K I Ćw. 10. Wyznaczanie charakterystyk diod półprzewodnikowych Wprowadzenie

Bardziej szczegółowo

IX. DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE Janusz Adamowski

IX. DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE Janusz Adamowski IX. DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE Janusz Adamowski 1 1 Dioda na złączu p n Zgodnie z wynikami, otrzymanymi na poprzednim wykładzie, natężenie prądu I przepływającego przez złącze p n opisane jest wzorem Shockleya

Bardziej szczegółowo

SYMBOLE GRAFICZNE. Tyrystory. Struktura Charakterystyka Opis

SYMBOLE GRAFICZNE. Tyrystory. Struktura Charakterystyka Opis SYMBOLE GRAFICZNE y Nazwa triasowy blokujący wstecznie SCR asymetryczny ASCR Symbol graficzny Struktura Charakterystyka Opis triasowy blokujący wstecznie SCR ma strukturę czterowarstwową pnpn lub npnp.

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 2 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n.

Ćwiczenie nr 2 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n. Wydział Elektroniki Mikrosystemów i otoniki Opracował zespół: Marek Panek, Waldemar Oleszkiewicz, wona Zborowska-Lindert, Bogdan Paszkiewicz, Małgorzata Kramkowska, Beata Ściana, Zdzisław ynowiec, Bogusław

Bardziej szczegółowo

Podstawy działania elementów półprzewodnikowych - diody

Podstawy działania elementów półprzewodnikowych - diody Podstawy działania elementów półprzewodnikowych - diody Wrocław 2010 Ciało stałe Ciało, którego cząstki (atomy, jony) tworzą trwały układ przestrzenny (sieć krystaliczną) w danych warunkach (tzw. normalnych).

Bardziej szczegółowo

Struktura pasmowa ciał stałych

Struktura pasmowa ciał stałych Struktura pasmowa ciał stałych dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Spis treści 1. Pasmowa teoria ciała stałego 2 1.1. Wstęp do teorii..............................................

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 4 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n.

Ćwiczenie nr 4 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n. Wydział Elektroniki Mikrosystemów i otoniki Politechniki Wrocławskiej TUDA DZENNE LABORATORUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNKOWYCH Ćwiczenie nr 4 Charakterystyki = f(u) złącza p-n.. Zagadnienia do samodzielnego

Bardziej szczegółowo

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych. Fizyka II, lato

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych. Fizyka II, lato Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Fizyka II, lato 2016 1 Własności elektryczne ciał stałych Komputery, kalkulatory, telefony komórkowe są elektronicznymi urządzeniami półprzewodnikowymi wykorzystującymi

Bardziej szczegółowo

BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH BAANE O PÓŁPZEWONKOWYCH nstytut izyki Akademia Pomorska w Słupsku Cel i ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest: - zapoznanie się z przebiegiem charakterystyk prądowo-napięciowych diod różnych typów, - zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Fizyka II, lato 2011 1 Własności elektryczne ciał stałych Komputery, kalkulatory, telefony komórkowe są elektronicznymi urządzeniami półprzewodnikowymi wykorzystującymi

Bardziej szczegółowo

Aleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA

Aleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA Aleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA B V B C ZEWNĘTRZNE POLE ELEKTRYCZNE B C B V B D = 0 METAL IZOLATOR PRZENOSZENIE ŁADUNKÓW ELEKTRYCZNYCH B C B D B V B D PÓŁPRZEWODNIK PODSTAWOWE MECHANIZMY

Bardziej szczegółowo

Przyrządy i układy półprzewodnikowe

Przyrządy i układy półprzewodnikowe Przyrządy i układy półprzewodnikowe Prof. dr hab. Ewa Popko ewa.popko@pwr.edu.pl www.if.pwr.wroc.pl/~popko p.231a A-1 Zawartość wykładu Wy1, Wy2 Wy3 Wy4 Wy5 Wy6 Wy7 Wy8 Wy9 Wy10 Wy11 Wy12 Wy13 Wy14 Wy15

Bardziej szczegółowo

EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE

EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE ĆWICZENIE 104 EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej I(V) ogniwa słonecznego przed i po oświetleniu światłem widzialnym; prądu zwarcia, napięcia

Bardziej szczegółowo

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki Półprzewodniki Definicja i własności Półprzewodnik materiał, którego przewodnictwo rośnie z temperaturą (opór maleje) i w temperaturze pokojowej wykazuje wartości pośrednie między przewodnictwem metali,

Bardziej szczegółowo

Różne dziwne przewodniki

Różne dziwne przewodniki Różne dziwne przewodniki czyli trzy po trzy o mechanizmach przewodzenia prądu elektrycznego Przewodniki elektronowe Metale Metale (zwane również przewodnikami) charakteryzują się tym, że elektrony ich

Bardziej szczegółowo

Budowa. Metoda wytwarzania

Budowa. Metoda wytwarzania Budowa Tranzystor JFET (zwany też PNFET) zbudowany jest z płytki z jednego typu półprzewodnika (p lub n), która stanowi tzw. kanał. Na jego końcach znajdują się styki źródła (ang. source - S) i drenu (ang.

Bardziej szczegółowo

VI. POMIAR ZALEŻNOŚCI OPORNOŚCI METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY

VI. POMIAR ZALEŻNOŚCI OPORNOŚCI METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY Oporność właściwa (Ωm) 1 VI. POMIAR ZALEŻNOŚCI OPORNOŚCI METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY Cel ćwiczenia: pomiar zależności oporności elektrycznej (rezystancji) metalu i półprzewodnika od temperatury,

Bardziej szczegółowo

ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO 57 METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY

ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO 57 METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO 57 METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY I.. Prąd elektryczny Dla dużej grupy przewodników prądu elektrycznego (metale, półprzewodniki i inne) spełnione jest prawo Ohma,

Bardziej szczegółowo

Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach

Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B

Bardziej szczegółowo

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) 1. Wymagane zagadnienia - ruch ładunku w polu magnetycznym, siła Lorentza, pole elektryczne - omówić zjawisko Halla, wyprowadzić wzór na napięcie

Bardziej szczegółowo

F = e(v B) (2) F = evb (3)

F = e(v B) (2) F = evb (3) Sprawozdanie z fizyki współczesnej 1 1 Część teoretyczna Umieśćmy płytkę o szerokości a, grubości d i długości l, przez którą płynie prąd o natężeniu I, w poprzecznym polu magnetycznym o indukcji B. Wówczas

Bardziej szczegółowo

Badanie diod półprzewodnikowych

Badanie diod półprzewodnikowych POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE Badanie diod półprzewodnikowych (E 7) Opracował: Dr inż. Włodzimierz OGULEWICZ

Bardziej szczegółowo

1. PÓŁPRZEWODNIKI 1.1. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI PÓŁPRZEWODNIKÓW

1. PÓŁPRZEWODNIKI 1.1. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI PÓŁPRZEWODNIKÓW 1. PÓŁPRZEWODNIKI 1.1. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI PÓŁPRZEWODNIKÓW Najprostsza definicja półprzewodników brzmi: "Półprzewodniki są materiałami, których rezystywność 1 jest większa niż rezystywność przewodników

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych złączowych Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów polowych złączowych

Bardziej szczegółowo

Elektryczne własności ciał stałych

Elektryczne własności ciał stałych Elektryczne własności ciał stałych Izolatory (w temperaturze pokojowej) w praktyce - nie przewodzą prądu elektrycznego. Ich oporność jest b. duża. Np. diament ma oporność większą od miedzi 1024 razy Metale

Bardziej szczegółowo

Złącza p-n, zastosowania. Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET

Złącza p-n, zastosowania. Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET Złącza p-n, zastosowania Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET Złącze p-n, polaryzacja złącza, prąd dyfuzyjny (rekombinacyjny) Elektrony z obszaru n na złączu dyfundują

Bardziej szczegółowo

Repeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik

Repeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik Repeta z wykładu nr 6 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 - kontakt omowy

Bardziej szczegółowo

Skończona studnia potencjału

Skończona studnia potencjału Skończona studnia potencjału U = 450 ev, L = 100 pm Fala wnika w ściany skończonej studni długość fali jest większa (a energia mniejsza) Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 5 BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY 1.WIADOMOŚCI OGÓLNE

Ćwiczenie 5 BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY 1.WIADOMOŚCI OGÓLNE Laboratorium z Fizyki Materiałów 00 Ćwiczenie 5 BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY.WIADOMOŚCI OGÓLNE Przewodnictwo elektryczne ciał stałych można opisać korzystając

Bardziej szczegółowo

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Systemy laserowe dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Lasery półprzewodnikowe Charakterystyka lasera półprzewodnikowego pierwszy laser półprzewodnikowy został opracowany w 1962 r. zastosowanie

Bardziej szczegółowo

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych W ramach ćwiczenia student poznaje praktyczne właściwości elementów półprzewodnikowych stosowanych w elektronice przez badanie charakterystyk diody oraz

Bardziej szczegółowo

Czym jest prąd elektryczny

Czym jest prąd elektryczny Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,

Bardziej szczegółowo

Cel ćwiczenia. Podstawowe informacje. eu exp mkt ] 1 (1) I =I S[

Cel ćwiczenia. Podstawowe informacje. eu exp mkt ] 1 (1) I =I S[ Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z diodami półprzewodnikowymi poprzez pomiar ich charakterystyk prądowonapięciowych oraz jednoczesne doskonalenie techniki pomiarowej. Zakres ćwiczenia

Bardziej szczegółowo

Elementy przełącznikowe

Elementy przełącznikowe Elementy przełącznikowe Dwie główne grupy: - niesterowane (diody p-n lub Schottky ego), - sterowane (tranzystory lub tyrystory) Idealnie: stan ON zwarcie, stan OFF rozwarcie, przełączanie bez opóźnienia

Bardziej szczegółowo

1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza

1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza Elementy półprzewodnikowe i układy scalone 1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza ELEKTRONKA Jakub Dawidziuk sobota,

Bardziej szczegółowo

Repeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj

Repeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj Repeta z wykładu nr 4 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:

Bardziej szczegółowo

Diody półprzewodnikowe cz II

Diody półprzewodnikowe cz II Diody półprzewodnikowe cz II pojemnościowe Zenera tunelowe PIN Schottky'ego Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku

Bardziej szczegółowo

METALE. Cu 8.50 1.35 1.56 7.0 8.2 Ag 5.76 1.19 1.38 5.5 6.4 Au 5.90 1.2 1.39 5.5 6.4

METALE. Cu 8.50 1.35 1.56 7.0 8.2 Ag 5.76 1.19 1.38 5.5 6.4 Au 5.90 1.2 1.39 5.5 6.4 MAL Zestawienie właściwości gazu elektronowego dla niektórych metali: n cm -3 k cm -1 v cm/s ε e ε /k Li 4.6 10 1.1 10 8 1.3 10 8 4.7 5.5 10 4 a.5 0.9 1.1 3.1 3.7 K 1.34 0.73 0.85.1.4 Rb 1.08 0.68 0.79

Bardziej szczegółowo

Przejścia promieniste

Przejścia promieniste Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej

Bardziej szczegółowo

Prawo Ohma. qnv. E ρ U I R U>0V. v u E +

Prawo Ohma. qnv. E ρ U I R U>0V. v u E + Prawo Ohma U>0V J v u J qnv u - E + J qne d J gęstość prądu [A/cm 2 ] n koncentracja elektronów [cm -3 ] ρ rezystywność [Ωcm] σ - przewodność [S/cm] E natężenie pola elektrycznego [V/cm] I prąd [A] R rezystancja

Bardziej szczegółowo

WYBRANE ELEMENTY I UKŁADY ELEKTRONICZNE W ZASTOSOWANIU DLA CELÓW AUTOMATYZACJI. 1.1 Model pasmowy przewodników, półprzewodników i dielektryków.

WYBRANE ELEMENTY I UKŁADY ELEKTRONICZNE W ZASTOSOWANIU DLA CELÓW AUTOMATYZACJI. 1.1 Model pasmowy przewodników, półprzewodników i dielektryków. Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1 str.1/10 ĆWICZENIE 1 WYBRANE ELEMENTY I UKŁADY ELEKTRONICZNE W ZASTOSOWANIU DLA CELÓW AUTOMATYZACJI. 1.CEL ĆWICZENIA: Zapoznanie się z podstawowymi

Bardziej szczegółowo

Teoria pasmowa ciał stałych

Teoria pasmowa ciał stałych Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury

Bardziej szczegółowo

Układy nieliniowe. Stabilizator dioda Zenera. Dioda LED. Prostownik na diodach (Graetza) w.9, p.1

Układy nieliniowe. Stabilizator dioda Zenera. Dioda LED. Prostownik na diodach (Graetza) w.9, p.1 Układy nieliniowe Układy nieliniowe odgrywają istotną rolę w nowoczesnej elektronice, np.: generatory sygnałów, stabilizatory, odbiorniki i nadajniki w telekomunikacji, zasialcze impulsowe stałego napięcia

Bardziej szczegółowo

!!!DEL są źródłami światła niespójnego.

!!!DEL są źródłami światła niespójnego. Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji

Bardziej szczegółowo

ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY

ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY Uniwersytet Wrocławski, Instytut Fizyki Doświadczalnej, I Pracownia Ćwiczenie nr 57 ZALEŻNOŚĆ OPORU ELEKTRYCZNEGO METALU I PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY I WSTĘP I.1. Prąd elektryczny Dla dużej grupy przewodników

Bardziej szczegółowo

Pytania z przedmiotu Inżynieria materiałowa

Pytania z przedmiotu Inżynieria materiałowa Pytania z przedmiotu Inżynieria materiałowa 1.Podział materiałów elektrotechnicznych 2. Potencjał elektryczny, różnica potencjałów 3. Związek pomiędzy potencjałem i natężeniem pola elektrycznego 4. Przewodzenie

Bardziej szczegółowo

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK DIÓD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK DIÓD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Laboratorium Podstaw Elektroniki Wiaczesław Szamow Ćwiczenie E4 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK DIÓD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH opr. tech. Mirosław Maś Krystyna Ługowska Uniwersytet Przyrodniczo - Humanistyczny Siedlce

Bardziej szczegółowo

Układy nieliniowe. Stabilizator dioda Zenera. Dioda LED. Prostownik na diodach (Graetza) w.9, p.1

Układy nieliniowe. Stabilizator dioda Zenera. Dioda LED. Prostownik na diodach (Graetza) w.9, p.1 Układy nieliniowe Układy nieliniowe odgrywają istotną rolę w nowoczesnej elektronice, np.: generatory sygnałów, stabilizatory, odbiorniki i nadajniki w telekomunikacji, zasialcze impulsowe stałego napięcia

Bardziej szczegółowo

EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe

EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe Złącza p-n i m-s Dioda półprzewodnikowa ( Zastosowania diod ) 1 Złącze p-n 2 Rozkład domieszek w złączu a) skokowy b) stopniowy 3 Rozkłady przestrzenne w złączu: a) bez

Bardziej szczegółowo

1 Źródła i detektory. V. Fotodioda i diody LED Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody i diod LED.

1 Źródła i detektory. V. Fotodioda i diody LED Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody i diod LED. 1 V. Fotodioda i diody LED Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody i diod LED. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym

Bardziej szczegółowo

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDA DZENNE LABORATORUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNKOWYCH Ćwiczenie nr 5 Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n. Zagadnienia

Bardziej szczegółowo

Laboratorium Półprzewodniki Dielektryki Magnetyki Ćwiczenie nr 1 Badanie złącz Schottky'ego metodą I-V

Laboratorium Półprzewodniki Dielektryki Magnetyki Ćwiczenie nr 1 Badanie złącz Schottky'ego metodą I-V Laboratorium Półprzewodniki ielektryki Magnetyki Ćwiczenie nr 1 Badanie złącz Schottky'ego metodą I-V I. Zagadnienia do przygotowania: 1. model pasmowy złącza MS przy braku polaryzacji i spolaryzowanego

Bardziej szczegółowo

Badanie emiterów promieniowania optycznego

Badanie emiterów promieniowania optycznego LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 9 Badanie emiterów promieniowania optycznego Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami emiterów promieniowania optycznego. Badane elementy:

Bardziej szczegółowo

Diody, tranzystory, tyrystory. Materiały pomocnicze do zajęć.

Diody, tranzystory, tyrystory. Materiały pomocnicze do zajęć. Diody, tranzystory, tyrystory Materiały pomocnicze do zajęć. Złącze PN stanowi podstawę diod półprzewodnikowych. Rozpatrzmy właściwości złącza poddanego napięciu. Na poniŝszym rysunku pokazano złącze PN,

Bardziej szczegółowo

W książce tej przedstawiono:

W książce tej przedstawiono: Elektronika jest jednym z ważniejszych i zarazem najtrudniejszych przedmiotów wykładanych na studiach technicznych. Co istotne, dogłębne zrozumienie jej prawideł, jak również opanowanie pewnej wiedzy praktycznej,

Bardziej szczegółowo

Diody półprzewodnikowe

Diody półprzewodnikowe Diody półprzewodnikowe prostownicze detekcyjne impulsowe... Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Półprzewodniki

Bardziej szczegółowo

Diody półprzewodnikowe

Diody półprzewodnikowe Diody półprzewodnikowe prostownicze detekcyjne impulsowe... Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Półprzewodniki

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i TWN 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 38A www.kueitwn.pollub.pl LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Podstawy

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Obwody nieliniowe.

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Obwody nieliniowe. POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE Obwody nieliniowe. (E 3) Opracował: dr inż. Leszek Remiorz Sprawdził: dr

Bardziej szczegółowo

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA ĆWICZENIE 2 Charakterystyki tranzystora polowego POJĘCIA

Bardziej szczegółowo

Urządzenia półprzewodnikowe

Urządzenia półprzewodnikowe Urządzenia półprzewodnikowe Diody: - prostownicza - Zenera - pojemnościowa - Schottky'ego - tunelowa - elektroluminescencyjna - LED - fotodioda półprzewodnikowa Tranzystory - tranzystor bipolarny - tranzystor

Bardziej szczegółowo

TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH

TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH Skolektywizowane elektrony w metalu Weźmy pod uwagę pewną ilość atomów jakiegoś metalu, np. sodu. Pojedynczy atom sodu zawiera 11 elektronów o konfiguracji 1s 2 2s 2 2p 6 3s

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI FAZY SKONDENSOWANEJ Ćwiczenie 9 Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie

Bardziej szczegółowo

V. DIODA ELEKTROLUMINESCENCYJNA

V. DIODA ELEKTROLUMINESCENCYJNA 1 V. DIODA ELEKTROLUMINESCENCYJNA Cel ćwiczenia : Pomiar charakterystyk elektrycznych diod elektroluminescencyjnych. Zagadnienia: Emisja spontaniczna, złącze p-n, zasada działania diody elektroluminescencyjnej

Bardziej szczegółowo

Rozszczepienie poziomów atomowych

Rozszczepienie poziomów atomowych Rozszczepienie poziomów atomowych Poziomy energetyczne w pojedynczym atomie Gdy zbliżamy atomy chmury elektronowe nachodzą na siebie (inaczej: funkcje falowe elektronów zaczynają się przekrywać) Na skutek

Bardziej szczegółowo

Materiały używane w elektronice

Materiały używane w elektronice Materiały używane w elektronice Typ Rezystywność [Wm] Izolatory (dielektryki) Over 10 5 półprzewodniki 10-5 10 5 przewodniki poniżej 10-5 nadprzewodniki (poniżej 20K) poniżej 10-15 Model pasm energetycznych

Bardziej szczegółowo

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne TEORIA TRANZYSTORÓW MOS Charakterystyki statyczne n Aktywne podłoże, a napięcia polaryzacji złącz tranzystora wzbogacanego nmos Obszar odcięcia > t, = 0 < t Obszar liniowy (omowy) Kanał indukowany napięciem

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE 39 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ

ĆWICZENIE 39 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ Piotr Janas Zakład Fizyki, Uniwersytet Rolniczy Do użytku wewnętrznego ĆWICZENIE 39 WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ Kraków 2015 SPIS TREŚCI I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA... 2 1. ELEMENTY PASMOWEJ

Bardziej szczegółowo

IV. TRANZYSTOR POLOWY

IV. TRANZYSTOR POLOWY 1 IV. TRANZYSTOR POLOWY Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora polowego złączowego. Zagadnienia: zasada działania tranzystora FET 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z

Bardziej szczegółowo

Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka

Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego Anna Pietnoczka Wpływ rodzaju wiązań na przewodność próbki: Wiązanie jonowe - izolatory Wiązanie metaliczne - przewodniki Wiązanie kowalencyjne - półprzewodniki

Bardziej szczegółowo

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny Repeta z wykładu nr 8 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 przegląd detektorów

Bardziej szczegółowo