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

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

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

Transkrypt

1 Instrukcja do ćwiczenia: Badanie diod półprzewodnikowych i LED (wersja robocza) Laboratorium Elektroenergetyki 1

2 1. Cel i program ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z budową diody półprzewodnikowej (złącza p-n), zapoznanie się z przebiegiem charakterystyk prądowo-napięciowych diod różnych typów, zapoznanie się z metodami aproksymacji charakterystyk, poznanie parametrów diod. 2. Wiadomości podstawowe. Budowy diody i zasada jej działania oparta jest na wykorzystaniu właściwości złączą półprzewodnikowego p-n. Ciała fizyczne pod względem ich właściwości przewodzenia prądu elektrycznego można podzielić na: przewodniki, półprzewodniki i izolatory. Materiały te charakteryzują się rożną rezystywnością tzn. różną zdolnością tworzenia ładunków swobodnych wewnątrz struktury krystalicznej. Rezystywność charakteryzuje zdolność substancji do przewodzenia prądu elektrycznego. Jednostką rezystywności ƍ jest Ω m. Ze względu na wartość rezystywności wszystkie substancje dzielą się na: przewodniki ƍ< 10-6 Ω m, półprzewodniki 10-6 Ω m < ƍ < 10 8 Ω m, izolatory ƍ> 10 8 Ω m. Przewodniki są ciałami w których istnieją tzw. ładunki swobodne mogące poruszać się wewnątrz tych ciał. Typowymi reprezentantami przewodników są metale pierwiastki, których atomy posiadają jeden lub dwa elektrony na zewnętrznych powłokach elektronowych zwanych powłokami walencyjnymi. Elektrony walencyjne uwalniają się od swoich atomów przy łączeniu się takich atomów w większe zespoły (tworząc strukturę sieci krystalicznej) i nie zajmują określonych miejsc w sieci krystalicznej i mogą poruszać się swobodnie między zjonizowanymi atomami metalu. Stąd ich nazwa elektrony swobodne lub elektrony przewodnictwa. Półprzewodniki -typowymi przedstawicielami półprzewodników krzem Si i german Ge. Pierwiastki te należą do IV grupy układu okresowego mają po cztery elektrony walencyjne i każdy z tych elektronów tworzy wiązanie z jednym z czterech najbliższych sąsiednich atomów. W niskich temperaturach elektrony walencyjne w półprzewodnikach nie są elektronami swobodnymi i nie mogą przemieszczać się w krysztale półprzewodnik jest wówczas izolatorem. Oderwanie elektronu walencyjnego od atomu jest możliwe, ale wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości energii, nie mniejszej od pewnej minimalnej wartości zwanej energią aktywacji (energią jonizacji). Uwolniony elektron może brać udział w przewodzeniu prądu. Energią aktywacji może energia cieplna (ogrzanie kryształu),energia świetlna (kwant promieniowania) itp. Wartość energii jonizacji wyrażana jest w elektronowoltach 1eV=1, J. W przewodzeniu prądu w półprzewodniku uczestniczą tylko elektrony swobodne. W wyniku oderwania się elektronu od atomu powstaje w orbicie walencyjnej wolne miejsce tzw. dziura która łatwo może być zapełniona przez elektron z sąsiedniego wiązania. W efekcie dziury przemieszczają się w stronę przeciwną do ruchu elektronów, zachowują się jak swobodne ładunki dodatnie. 2

3 Niedomieszkowane (samoistne) półprzewodniki Występuje w nich taka sama koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa i dziur w paśmie walencyjnym. Liczba atomów N w półprzewodniku jest rzędu pojedyncze poziomy energetyczne w paśmie są bardzo bliskie. Rys. 1. Przykład generowania pary ładunków elektrycznych elektronu swobodnego i dziury w strukturze półprzewodnika samoistnego. W miejscu, w którym był elektron powstaje niedomiar ujemnego ładunku elektrycznego i wypadkowy ładunek jest lokalnie tam dodatni. Miejsce, w którym w wiązaniu brakuje elektronu nazywa się dziurą. Dziura ma wypadkowy ładunek dodatni +e i może swobodnie wędrować, ponieważ może ją wypełniać elektron z sąsiedniego wiązania. W półprzewodniku samoistnym koncentracje elektronów i dziur są równe i zależą silnie od temperatury. Dla dostatecznie dużych temperatur zachodzi związek; p, n = AT 3 e E g kt (1) gdzie: p,n koncentracja elektronów lub dziur odpowiednio A współczynnik charakterystyczny dla danego półprzewodnika Eg szerokość przerwy energetycznej pomiędzy pasmem walencyjnym i pasmem przewodzenia półprzewodnika k stała Boltzmanna T temperatura w skali Kelvina. Przykładowo, w temperaturze pokojowej koncentracja dziur i elektronów w czystym krzemie wynosi około n=p=10 10 /cm 3. Ponieważ w jednym cm 3 znajduje się około atomów krzemu, to jedna para dziura-elektron przypada w temperaturze pokojowej na około atomów. Tymczasem w metalach z każdego atomu uwalnia się przynajmniej jeden 3

4 elektron. Jasna jest zatem przyczyna, dlaczego półprzewodniki znacznie gorzej przewodzą prąd elektryczny niż metale. Półprzewodniki niesamoistne Jeżeli wprowadzimy do czterowartościowego półprzewodnika niewielką ilość pierwiastka pięciowartościowego (jak fosfor, antymon), zwiększamy w ten sposób liczbę elektronów swobodnych. W takiej strukturze cztery elektrony pierwiastka domieszki uczestniczą w wiązaniach kowalentnych piąty elektron jest słabo związany z atomem domieszki. Przy udziale niewielkiej energii elektron ten przechodzi do pasma przewodnictwa stając się elektronem swobodnym. Półprzewodnik w którym poprzez domieszkowanie pierwiastka pięciowartościowego powstają warunki do generacji swobodnych elektronów jest półprzewodnikiem typu n. Zjonizowane atomy domieszkowe dostarczające jeden elektron nazywane są donorami. Obecność w strukturze sieci krystalicznej atomów trójwartościowych (jak bor, aluminium) powoduje zwiększenie liczby dziur. Atomy takie mają trzy elektrony walencyjne które utworzą wiązania tylko z trzema atomami półprzewodnika. Czwarte wiązanie pozostaje niepełne tworząc dziurę która może być łatwo zapełniona przez elektron z sąsiedniego atomu Si lub Ge. Taki półprzewodnik jest półprzewodnikiem typu p, a atomy domieszkowe zwiększające liczbę dziur nazywamy akceptorami. a) b) Rys.2 Przykład domieszkowania kryształu krzemu pierwiastkiem trójwartościowym atomami galu Ga (a), oraz atomami pierwiastka pięciowartościowego arsenu As (b). Na rysunku odpowiednio; 1) atomy półprzewodnika bazowego krzemu Si, 2) atomy domieszki Ga, As, 3) powstałe w wyniku domieszkowania ładunki elektryczne większościowe dziury ładunki dodani 3a ładunki ujemne elektrony 3b. Nawet niewielka domieszka radykalnie zmienia własności elektryczne półprzewodnika. Do krzemu możemy dodać pierwiastki z grupy V (np. arsen As, antymon Sb, fosfor P) lub pierwiastki z grupy III (gal Ga, bor B, glin Al). Atomy pierwiastków z grupy V posiadają pięć elektronów na powłoce walencyjnej. W krysztale kowalencyjnym cztery elektrony zostaną wykorzystane w wiązaniach kowalencyjnych, a piąty elektron pozostanie swobodny. Atomy takiej domieszki nazywamy donorami, a półprzewodnik domieszkowany donorami nazywa się półprzewodnikiem typu n. Półprzewodnik typu n posiada znacznie więcej swobodnych elektronów niż dziur. Atomy pierwiastków grupy III posiadają trzy elektrony na powłoce walencyjnej. A zatem w jednym wiązaniu kowalencyjnym przy atomie domieszki zabraknie elektronu i powstanie dziura. Atomy takiej domieszki nazywamy akceptorami, a półprzewodnik domieszkowany akceptorami nazywa się półprzewodnikiem typu p. Nośnikami większościowymi są w nim dziury a nośnikami mniejszościowymi elektrony, Przykładowo, jeżeli do krzemu wprowadzimy domieszkę donorową w stosunku 1 : , to liczba 4

5 elektronów swobodnych będzie większa około milion razy niż dziur w czystym krzemie. Elektrony zatem są nośnikami większościowymi a dziury mniejszościowymi. Ponieważ w temperaturze pokojowej iloczyn n,p jest rzędu =10 20 i niewiele zależy od domieszki, to w przybliżeniu koncentracje elektronów swobodnych i dziur będą wynosiły: n /cm 3, p 10 7 /cm 3 bo część nadmiarowych elektronów ulega rekombinacji z dziurami. W takim półprzewodniku prąd przewodzą głównie elektrony. Ze wzrostem temperatury powstaje coraz więcej par dziura-elektron i dysproporcja między nośnikami większościowymi i nośnikami mniejszościowymi w półprzewodniku domieszkowanym maleje. 3. Złącze p-n i dioda prostownicza Stykając dwa różnie domieszkowane półprzewodniki p i n otrzymujemy złącze p-n. Jest to warstwa przejściowa istniejąca w obszarze stykania się półprzewodników typu n i typu p. Złączem p-n nazywane jest złącze dwóch półprzewodników niesamoistnych o różnych typach przewodnictwa: p i n. W obszarze typu n (negative) nośnikami większościowymi są elektrony (ujemne). Atomy domieszek (donory) pozostają unieruchomione w siatce krystalicznej. Analogicznie w obszarze typu p (positive) nośnikami większościowymi są dziury o ładunku elektrycznym dodatnim. Atomy domieszek są tu akceptorami. W półprzewodnikach obu typów występują także nośniki mniejszościowe przeciwnego znaku niż większościowe; koncentracja nośników mniejszościowych jest dużo mniejsza niż większościowych. W stanie równowagi termodynamicznej tj. gdy z zewnątrz nie przyłożono żadnego pola elektrycznego, w pobliżu styku obszarów p i n swobodne nośniki większościowe przemieszczają się (dyfundują), co spowodowane jest różnicą koncentracji nośników. Gdy elektrony przemieszczą się do obszaru typu p, natomiast dziury do obszaru typu n (stając się wówczas nośnikami mniejszościowymi) dochodzi do rekombinacji z nośnikami większościowymi, które nie przeszły na drugą stronę złącza. W efekcie na styku złącza p-n tworzy się warstwa dipolowa ładunków. Rys. 3 Warstwa zaporowa (bariera potencjałów) na styku pólprzewodników p i n. Rekombinacja polega na "połączeniu" elektronu z dziurą, a więc powoduje "unieruchomienie" tych dwóch swobodnych nośników. Zatem rekombinacja powoduje redukcję nośników po obu stronach złącza, w wyniku czego w pobliżu kontaktu pozostają jedynie odsłonięte jony domieszek: ujemnych akceptorów i dodatnich donorów; jony te wytwarzają pole elektryczne, które zapobiega dalszej dyfuzji nośników. W efekcie w pobliżu 5

6 złącza powstaje warstwa ładunku przestrzennego, nazywana też warstwą zubożoną (tj. praktycznie nieposiadającą swobodnych nośników) lub warstwą zaporową. Nieruchomy ładunek dodatni po stronie n hamuje przepływ dziur z obszaru p, natomiast ładunek ujemny po stronie p hamuje przepływ elektronów z obszaru n. Innymi słowy przepływ nośników większościowych praktycznie ustaje. Przepływ nośników większościowych nazywany jest prądem dyfuzyjnym. W złączu mogą przepływać również nośniki mniejszościowe - jest to prąd unoszenia i jego zwrot jest przeciwny do zwrotu prądu dyfuzyjnego. Ze względu na niską koncentrację nośników mniejszościowych wartość prądu unoszenia jest niewielka, rzędu ułamka mikroampera (10-6 A), a nawet pikoamperów (10-12 A). Pole elektryczne ładunku przestrzennego jest reprezentowane przez barierę potencjału. W złączu niespolaryzowanym jest to napięcie dyfuzyjne, którego wartość zależy głównie od koncentracji domieszek i temperatury. W przypadku złącz wykonanych z krzemu napięcie to w temperaturze pokojowej ma wartość rzędu 0,6-0,8 V, natomiast dla złącz germanowych wynosi ok. 0,2-0,3 V. Stan powstający w warstwie przejściowej złącza p-n odpowiada istnieniu dużej rezystywności materiału, uniemożliwiającej przepływ prądu w półprzewodniku. Warstw tę nazywa się dlatego warstwą zaporową. Rys. 4 Wpływ napięcia polaryzacji U p na wysokośc bariery potencjałów U B i szerokość warstwy zaporowej; a)-złącze w p-n w stanie równowagi, b)-złącze p-n spolaryzowane w kierunku przepustowym, c)złącze p-n spolaryzowane w kierunku zaporowym. Bieguny źródła napięcia mogą być przyłączone do półprzewodników (diody) w dwojaki sposób: 1 do półprzewodnika typu p biegun dodatni, a do półprzewodnika n biegun ujemny źródła, to elektrony w półprzewodniku typu n będą odpychane w kierunku złącza p-n przez biegun ujemny zewnętrznej siły elektromotorycznej. Analogiczne siły będą oddziaływały na dziury (ładunek elektryczny dodatni) w półprzewodniku typu p. Obydwa rodzaje nośników, koncentrując się w obszarze warstwy granicznej zmniejszają jej obszar oraz zmniejszają barierę potencjałów. Maleje rezystancja złącza p-n ponieważ do warstwy zaporowej zewnętrzne pole elektryczne wtłacza swobodne ładunki elektryczne i dzięki temu jest możliwy przepływ prądu. 2 do półprzewodnika typu p przykładamy biegun ujemny a półprzewodnika n biegu dodatni źródła, wówczas elektrony i dziury będą oddalały się od złącza, powodując rozszerzenie się warstwy zaporowej. Ubożeje ona w nośniki prądu tak bardzo że rezystancja złącza osiąga bardzo dużą wartość. Praktycznie tworzy ona izolację między obu typami półprzewodników, uniemożliwiając przepływ prądu w obwodzie zewnętrznym. W tym przypadku kierunek polaryzacji złącza w którym prąd nie może płynąć nazywa się kierunkiem zaporowym. 6

7 Jak łatwo zauważyć złączę p-n ma właściwości przewodzenia w jednym kierunku, cechę tą wykorzystano w półprzewodnikowych diodach prostowniczych do prostowania prądu przemiennego. Diodę prostowniczą oznacza się na schematach symbolem (piktogramem) gdzie ostrze wskazuje kierunek przewodzenia. Natężenie i prądu płynącego przez diodę zależy od napięcia U przyłożonego do jej zacisków. Katoda diody jest kreska pionowa do kierunku przewodzenia prądu, drugi zaś zacisk nazwano anodą. Rys. 5 Charakterystyka prądowo-napięciowa I=f(U) diody półprzewodnikowej. a)-charakterystyka rzeczywista, b)-w rozważaniach przybliżonych charakterystykę tą aproksymuje się dwoma prostymi. Na charakterystyce i=f(u) można wyróżnić dwa obszary w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych zależność ta obrazuje zmiany prądu od napięcia polaryzacji diody w kierunku przewodzenia. Jak widać na rysunku przy wzrostach napięcia od zera wartość prądu praktycznie jest równa zeru. Związane jest to z obecnością bariery potencjałów. W pewnym momencie można zauważyć wzrost prądu co obrazuje się na rysunku zagięciem w pobliżu napięcia UF związane jest to z równością napięcia polaryzacji i bariery potencjałów. Dalszy wzrost napięcia powoduje gwałtowny wzrost prądu płynącego przez diodę gdyż napięcie polaryzacji przewyższa napięcie bariery. Prąd płynący przez diodę musi być ograniczony za pomocą rezystora. Przy polaryzacji wstecznej (zaporowej) napięcie źródła powoduje poszerzenie warstwy zaporowej a co za tym idzie i wzrost rezystancji złącza. Przy tej polaryzacji przez diodę praktycznie prąd nie płynie co pokazano narys.5 w trzeciej ćwiartce charakterystyki i=f(u). Zwiększając napięcie polaryzacji zaporowej powyżej napięcia przebicia U(BR) zaczyna się zjawisko przebicia lawinowego, a więc szybkie narastanie prądu przy prawie stałym napięciu 7

8 na diodzie. Może to spowodować zniszczenie diody, jeżeli nie ograniczy się prądu przez włączenie szeregowo dodatkowej rezystancji. Przebicie oznacza zniszczenie lub trwałe uszkodzenie złącza pod wpływem gwałtownego wzrostu prądu, przy polaryzacji złącza w kierunku zaporowym. Napięcie, przy którym zachodzi przebicie złącza, nazywamy napięciem przebicia. Przebicie to może nastąpić w wyniku zjawiska Zenera lub powielania lawinowego. Zjawisko Zenera występuje w złączach o wąskiej warstwie zaporowej lub silnie domieszkowanych. W zjawisku Zenera wykorzystywany jest efekt tunelowy przewodnictwa w półprzewodniku. W wyniku tego zjawiska gwałtownie wzrasta prąd wsteczny złącza. Występuje ono w złączach krzemowych przy napięciach mniejszych niż 5V Do grupy dopuszczalnych parametrów granicznych należą: IF prąd przewodzenia, IR prąd diody w kierunku wstecznym (prąd zaporowy), IFM - maksymalny prąd przewodzenia, IFSM - niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia, UF - napięcie przewodzenia, UR - napięcie wsteczne, URmax - maksymalne napięcie wsteczne, URRM - powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne, URSM - niepowtarzalne szczytowe napięcie wsteczne, tamb - temperatura otoczenia, dla diod germanowych --dla diod krzemowych T j T j W kierunku przewodzenia oporność diody jest mała i małe jest też na niej napięcie. Dla diod krzemowych waha się ono praktycznie w przedziale 0,6 0,7V, a dla diod germanowych napięcie to wynosi około 0,3V. W kierunku zaporowym oporność diody jest duża, a prąd płynący przez diodę jest znikomy i niewiele się różni od prądu nasycenia Is. Podkreślmy, że dioda jest elementem nieliniowym i jej charakterystyka prądowo-napięciowa zdecydowanie odbiega od prawa Ohma. 4. Dioda Zenera Do szczególnej kategorii diod należą diody Zenera. Diody Zenera są krzemowymi diodami warstwowymi o ściśle określonych napięciach przebicia. Mogą one pracować w sposób ciągły w stanie przebicia przy ograniczeniu prądu za pomocą szeregowo włączonych oporników W stanie przebicia spadek napięcia na diodzie przy zmianie prądu w szerokich granicach pozostaje stały. Wartość napięcia przebicia zależy rezystywności użytego krzemu. Przebieg charakterystyki napięciowo-prądowej diody Zenera i jej symbol przedstawiono na rys. 6. Moc diody Zenera którą podaje się obok jej symbolu dotyczy stanu przebicia. Jest to mianowicie iloczyn prądu znamionowego i napięcia Zenera. Wartość napięcia, przy którym następuje gwałtowny wzrost prądu, jest stała i nie zależy od zmian prądu w szerokich granicach. Zjawisko gwałtownego wzrostu prądu tłumaczy się przebiciem Zenera, czyli efektem emisji elektronów w złączu pod wpływem pola wewnętrznego. W cienkim złączu natężenie pola może uzyskiwać duże wartości przy małych napięciach UR nawet rzędu 3V, prowadząc do rozrywania wiązań kowalencyjnych. W rezultacie możliwy jest duży wzrost prądu przy pomijalnym wzroście napięcia na złączu. Napięcie to jest zwane napięciem Zenera i zależy od C C 8

9 temperatury, co charakteryzuje tzw. współczynnik temperaturowy napięcia Zenera, wynoszący 0,07 0,09% UR na kelwin. Maksymalny prąd diody określa zależność; I RM = P R M (2) Diody Zenera produkuje się na napięcia od 1-600V, przy dopuszczalnej mocy złącza 250mW i 1W bez radiatora oraz 5W z radiatorem. Parametry charakteryzujące diody Zenera, zwykle podawane w katalogach są następujące: IZ prąd Zenera (stabilizacji), IR prąd diody w kierunku wstecznym, IZM - maksymalny dopuszczalny prąd stabilizacji, UZ - napięcie Zenera, UR - napięcie wsteczne, tamb - temperatura otoczenia, tcase - temperatura obudowy, Ptot - całkowita moc wejściowa I U Z U Obszar przebicia U - napięcie Z Zenera I Fmax Rys 6. Charakterystyka napięciowo-prądowa diody Zenera i jej symbol. Wartość napięcia, przy którym następuje gwałtowny wzrost prądu, jest stała i nie zależy od zmian prądu w szerokich granicach. Zjawisko gwałtownego wzrostu prądu tłumaczy się przebiciem Zenera, czyli efektem emisji elektronów w złączu pod wpływem pola wewnętrznego. W cienkim złączu natężenie pola może uzyskiwać duże wartości przy małych napięciach UR nawet rzędu 3V, prowadząc do rozrywania wiązań kowalencyjnych. W rezultacie możliwy jest duży wzrost prądu przy pomijalnym wzroście napięcia na złączu. Napięcie to jest zwane napięciem Zenera i zależy od temperatury, co charakteryzuje tzw. współczynnik temperaturowy napięcia Zenera, wynoszący 0,07 0,09% UR na kelwin. 9

10 5. Dioda elektroluminescencyjna (LED). Dioda LED z angielskiego light emitting diode jest diodą emitującą światło. Działanie jej jest następujące. W półprzewodniku przy rekombinacji elektronu i dziury tj. gdy elektron łączy się z dziurą emitowany jest kwant energii równy szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika gdzie: Eg=hν (3 h stała Plancka ν częstotliwość emitowanego promieniowania. Rys. 7. Mechanizm luminescencji w diodach LED. W germanie lub krzemie energia ta wydziela się w postaci ciepła, natomiast np. w arsenku galu GaAs szerokość przerwy energetycznej Eg jest wystarczająca, by emitowane kwanty byłyby kwantami promieniowania świetlnego. Jeżeli przez złącze p n, wykonane z silnie domieszkowanych obszarów przepuścimy prąd, to elektrony z obszaru n są wstrzykiwane do obszaru p, a dziury odwrotnie z obszaru p do obszaru n. Wówczas w warstwie zaporowej zachodzi dużo aktów rekombinacji par dziura elektron i warstwa zaporowa emituje światło. Różne kolory światła w diodach LED otrzymuje się dzięki odpowiednim domieszkom zmieniającym szerokość przerwy energetycznej Eg. 10

11 6. Zagadnienia i pytania kontrolne: Czym jest półprzewodnik i gdzie jest stosowany? Podaj budowę i zasadę działania załącza p-n. Narysuj złącze p-n przy polaryzacji w kierunku zaporowym. Narysuj charakterystykę i opisz zasadę działania diody Zenera. Opisz w jaki sposób działa dioda typu LED. 11

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

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

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. 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

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

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

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

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

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA NWERSYTET TECHNOLOGCZNO-PRZYRODNCZY W BYDGOSZCZY WYDZAŁ NŻYNER MECHANCZNEJ NSTYTT EKSPLOATACJ MASZYN TRANSPORT ZAKŁAD STEROWANA ELEKTROTECHNKA ELEKTRONKA ĆWCZENE: E7 BADANE DODY PROSTOWNCZEJ DODY ZENERA

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

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

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 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

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

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

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

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

Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka Zakład Inżynierii Materiałowej i Systemów Pomiarowych Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka LABORATORIUM INŻYNIERII

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

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

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK Budowa diody Dioda zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodników: półprzewodnika typu n (nośnikami prądu elektrycznego są elektrony) i półprzewodnika

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

!!!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

4. Diody DIODY PROSTOWNICZE. Są to diody przeznaczone do prostowania prądu przemiennego.

4. Diody DIODY PROSTOWNICZE. Są to diody przeznaczone do prostowania prądu przemiennego. 4. Diody 1 DIODY PROSTOWNICE Są to diody przeznaczone do prostowania prądu przemiennego. jawisko prostowania: przepuszczanie przez diodę prądu w jednym kierunku, wtedy gdy chwilowa polaryzacja diody jest

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

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

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

III. TRANZYSTOR BIPOLARNY

III. TRANZYSTOR BIPOLARNY 1. TRANZYSTOR BPOLARNY el ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora bipolarnego Zagadnienia: zasada działania tranzystora bipolarnego. 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z języka

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

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

Ćwiczenie 2 BADANIE DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ I TRANZYSTORA

Ćwiczenie 2 BADANIE DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ I TRANZYSTORA II pracownia fizyczna dr Wiaczesław Szamow Ćwiczenie 2 BADANIE DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ I TRANZYSTORA opr. tech. Mirosław Maś Krystyna Ługowska Siedlce 2004 1. Wstęp Zasadniczym celem ćwiczenia jest zbadanie

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

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

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

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

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

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

Przewodniki, półprzewodniki i izolatory

Przewodniki, półprzewodniki i izolatory Przewodniki, półprzewodniki i izolatory Według współczesnego poglądu na budowę materii zawiera ona w stanie normalnym albo inaczej - obojętnym, równe ilości elektryczności dodatniej i ujemnej. JeŜeli takie

Bardziej szczegółowo

7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier)

7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier) 7. Tyrystory 1 Tyrystory są półprzewodnikowymi przyrządami mocy pracującymi jako łączniki dwustanowe to znaczy posiadające stan włączenia (charakteryzujący się małą rezystancją) i stan wyłączenia (o dużej

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

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

Diody półprzewodnikowe

Diody półprzewodnikowe Diody półprzewodnikowe prostownicze detekcyjne impulsowe... Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ćwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych

Ćwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych Ćwiczenie nr 34 Badanie elementów optoelektronicznych 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z elementami optoelektronicznymi oraz ich podstawowymi parametrami, a także doświadczalne sprawdzenie

Bardziej szczegółowo

Elementy półprzewodnikowe. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Elementy półprzewodnikowe. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Elementy półprzewodnikowe Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Elementy elektroniczne i ich zastosowanie. Elementy stosowane w elektronice w większości

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

Urządzenia półprzewodnikowe

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

Bardziej szczegółowo

4. DIODY 4.1. WSTĘP 4.2. DIODY PROSTOWNICZE

4. DIODY 4.1. WSTĘP 4.2. DIODY PROSTOWNICZE 4. DIODY 4.1. WSTĘP Diodą nazywamy element dwukońcówkowy składający się z bryły półprzewodnika mającego złącze p-n, zamknięty w obudowie z wyprowadzeniami elektrycznymi osobno z obszaru typu p i obszaru

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

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

Fotodetektory. Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał

Fotodetektory. Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał FOTODETEKTORY Fotodetektory Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał - detektory termiczne, wykorzystują zmiany temperatury

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 6 WYBRANE ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wprowadzenie

Ćwiczenie 6 WYBRANE ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE. 1. Cel ćwiczenia. 2. Wprowadzenie Ćwiczenie 6 WYRANE ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE 1. el ćwiczenia Większość z dostępnych na rynku urządzeń elektronicznych wymaga zasilania napięciem i prądem stałym. Jak wiadomo, napięcie i prąd w gniazdkach

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

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

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

Dioda półprzewodnikowa

Dioda półprzewodnikowa COACH 10 Dioda półprzewodnikowa Program: Coach 6 Projekt: na MN060c CMA Coach Projects\PTSN Coach 6\ Elektronika\dioda_2.cma Przykład wyników: dioda2_2.cmr Cel ćwiczenia - Pokazanie działania diody - Wyznaczenie

Bardziej szczegółowo

Zasada działania tranzystora bipolarnego

Zasada działania tranzystora bipolarnego Tranzystor bipolarny Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Zasada działania tranzystora bipolarnego

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

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) www.imiue.polsl.pl/~wwwzmiape Opracował:

Bardziej szczegółowo

L E D light emitting diode

L E D light emitting diode Elektrotechnika Studia niestacjonarne L E D light emitting diode Wg PN-90/E-01005. Technika świetlna. Terminologia. (845-04-40) Dioda elektroluminescencyjna; dioda świecąca; LED element półprzewodnikowy

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

Elektronika. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Elektronika. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej. Elektronika Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej. Zadania elektroniki: Urządzenia elektroniczne służą do przetwarzania i przesyłania informacji w postaci

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

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

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

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

LABORATORIUM ELEKTRONIKI INSTYTUT NWIGCJI MORSKIEJ ZKŁD ŁĄCZNOŚCI I CYBERNETYKI MORSKIEJ UTOMTYKI I ELEKTRONIK OKRĘTOW LBORTORIUM ELEKTRONIKI Studia dzienne I rok studiów Specjalności: TM, IRM, PHiON, RT, PM, MSI ĆWICZENIE NR

Bardziej szczegółowo

Podstawy krystalografii

Podstawy krystalografii Podstawy krystalografii Kryształy Pojęcie kryształu znane było już w starożytności. Nazywano tak ciała o regularnych kształtach i gładkich ścianach. Już wtedy podejrzewano, że te cechy związane są ze szczególną

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

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

WSTĘP DO ELEKTRONIKI WSTĘP DO ELEKTRONIKI Część V Elementy półprzewodnikowe diody, tranzystory Janusz Brzychczyk IF UJ [ m ] 10 24 10 20 10 16 10 12 10 8 10 4 Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Teflon Parafina Izolatory

Bardziej szczegółowo

Dioda półprzewodnikowa

Dioda półprzewodnikowa mikrofalowe (np. Gunna) Dioda półprzewodnikowa Dioda półprzewodnikowa jest elementem elektronicznym wykonanym z materiałów półprzewodnikowych. Dioda jest zbudowana z dwóch różnie domieszkowanych warstw

Bardziej szczegółowo