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

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

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

Transkrypt

1 Układy nieliniowe Układy nieliniowe odgrywają istotną rolę w nowoczesnej elektronice, np.: generatory sygnałów, stabilizatory, odbiorniki i nadajniki w telekomunikacji, zasialcze impulsowe stałego napięcia (DC), obwody cyfrowe i.t.d. Są one konstruowane na bazie elementów nieliniowych jakimi są np.: dioda, czy tranzystor. Oba wymienione elementy są urządzeniami półprzewodnikowymi. Stabilizator dioda Zenera Logiczna bramka NAND w.9, p.1 Prostownik na diodach (Graetza) Dioda LED

2 Elektroniczne urządzenia półprzewodnikowe Półprzewodniki półprzewodniki samoistne półprzewodniki domieszkowane przewodnictwo typu n i p Zjawiska na złączu półprzewodnikowym złącze w stanie równowagi termodynamicznej złącze spolaryzowane Układy półprzewodnikowe zasada działania diody: pojemnościowej, fotodiody, świecącej, laserowej, lawinowej, Zenera, tunelowej zasada działania tranzystora: unipolarnego, bipolarnego zasada działania tyrystora w.9, p.2

3 ρ[ω m] Przewodnictwo elektryczne ciał stałych R=ρ l A ρ [Ω m] oporność właściwa (rezystywność) Fizyka transportu nośników ładunku decyduje o nieliniowości elementów połprzewodnikowych. w.9, p.3

4 Przewodnictwo elektryczne ciał stałych ciała krystaliczne Ciała krystaliczne: izolatory, półprzewodniki, przewodniki przykład: pierwiastki IV grupy układu okresowego: izolator półprzewodnik przewodnik C 14 Si 32 Ge 6 Sn 50 Pb 82 w.9, p.4 podobne własności chemiczne bardzo różne fizyczne

5 Kryształ Kryształ: Zbiór atomów uporządkowany okresowo w przestrzeni trójwymiarowej (C. Kittel: Wstęp do fizyki ciała stałego) Struktura krystaliczna diamentu: Wegiel [3.56], krzem [5.43], german [5.65], cyna (szara) [6.46] krystalizują w strukturze diamentu (wynik wiązania kowalencyjnego). [] reprezentują stałe sieci a w nm (10 9m). a a stała sieci w.9, p.5

6 Elektron w atomie wodoru Atom wodoru możliwe przejścia elektronu pomiędzy orbitami: Mechanika kwantowa: kwantyzacja orbit elektronu w atomie ( dyskretne poziomy energetyczne) n=12 3 w.9, p.6 Stan wzbudzony wodór

7 Poziomy energetyczne elektronów: od atomu do kryształu E3 Eg E2 EC EV E1 Elektron swobodny (jonizacja) Poziomy wzbudzone Stan podstawowy Dla danego poziomu energetycznego istnieją dwa stany dostępne dla elektronów fermiony (sz= 1/2) obowiązuje zakaz Pauliego. w.9, p.7 Tworzenie się pasm energetycznych po zbliżeniu jonów na odległość stałej sieci a. Zaznaczono położenie poziomu EC (zwykle pustego w półprzewodnikach w T=0 K) i poziomu EV zapełnionego elektronami w T=0 K. EC i EV odpowiednio najmniejsza i największa energia odpowiednich pasm. E g= EC EV przerwa energetyczna (półprzewodniki, izolatory)

8 Jak powstają pasma energetyczne? Sprzężenie stanów elektronowych powoduje rozszczepienie odpowiadających im energii. Ei Ei1 Ei2 Klasyczny odpowiednik: Dwa sprzężone wahadła, każde jako izolowane ma częstość drgań ω0, po sprzężeniu układ posiada dwie częstości własne ω01 i ω02. w.9, p.8

9 Pasma energetyczne elektronów w krysztale Wiązanie kowalencyjne (elektrony sąsiednich atomów tworzą wiązanie) Elektrony swobodne (nośniki prądu) Elektrony związane z jonami sieci krystalicznej Zajmuje się tym teoria pasmowa. Jest to teoria kwantowa opisująca stany energetyczne elektronów w krysztale. W odróżnieniu od atomów, w których dozwolone stany energetyczne elektronów stanowią zbiór poziomów dyskretnych, dozwolone elektronowe stany energetyczne w kryształach grupują się w obszarach (pasmach) o szerokości kilku elektronowoltów. w.9, p.9

10 Pasma energetyczne elektronów rodzaje materiałów krystalicznych Dla pierwiastków IV grupy układu okresowego przerwy energetyczne wynoszą: Eg(C)=5.33 ev izolator Eg(Si), Eg(Ge) 1.14, 0.67 ev Eg(Sn)= brak przerwy półprzewodnik przewodnik Pasmo przewodnictwa Eg<4eV Eg>4 ev Pasmo walencyjne w.9, p.10 W przewodniku (metal) oba pasma: walencyjne i przewodnictwa częściowo się przekrywają brak przerwy energetycznej Eg=0.

11 Półprzewodniki Elektronika posługuje się uproszczonym modelem energetycznym kryształów, w którym opisuje się energię elektronów związanych w atomach dwoma pasmami dozwolonymi: pasmo walencyjne zakres energii jaką posiadają elektrony najsłabiej związane z jądrem atomu; pasmo przewodnictwa zakres energii jaką posiadają elektrony uwolnione z atomu, będące wówczas nośnikami swobodnymi w ciele stałym. Zdolność przewodzenia prądu zależna od obsadzenia przez elektrony, poziomu określonego pasma. Tutaj ważny jest również brak obsadzenia poziomu, który w stanie podstawowym jest obsadzony (generacja dziury) Własności elektronów (lub jego braku) w określonych pasmach: elektrony pasma przewodnictwa, w ramach kryształu, są praktycznie swobodne. brak elektronu w paśmie walencyjnym (bąbelek próżni w morzu poziomów) zachowuje się jak cząstka o ładunku +e. W półprzewodniku istnieją dwa mechanizmy przewodnictwa: przewodnictwo elektronowe oraz przewodnictwo dziurowe w.9, p.11

12 Półprzewodniki spontaniczne (samoistne) E Dla T=0 K brak przewodnictwa ponieważ nie ma nośników prądu w postaci swobodnych ładunków. T =0 K Dla T>0 K fluktuacja termiczna lub kwant światła mogą dostarczyć elektronom energii, dostatecznej do przejścia do pasma przewodnictwa. Powstaniu swobodnego elektronu towarzyszy utworzenie pustego miejsca w paśmie walencyjnym, nazywanego dziurą, o własnościach ładunku dodatniego. Zarówno elektrony w paśmie przewodnictwa jak i dziury w paśmie walencyjnym stanowią nośniki prądu elektrycznego. Koncentracja nośników, a tym samym przewodnictwo, zależy od temperatury (oraz natężenia padającego promieniowania). E γ Procesom generacji par elektron dziura towarzyszą procesy γ ich rekombinacji (anihilacji). W określonej temperaturze ustala się stan równowagi pomiędzy tymi procesami. Koncentracja nośników silnie zależy od szerokości przerwy energetycznej. W izolatorach przerwa energetyczna jest na tyle duża, że liczba elektronów zdolnych znaleźć się w paśmie przewodnictwa jest bardzo mała. w.9, p.12

13 Rozkład prawdopodobieństwa znalezienia swobodnych nośników prądu w półprzewodniku Gęstość stanów dla elektronów w.9, p.13 Prawdopodobieństwo Liczba elektronów w obsadzenia stanów stanach o energii E. przez elektrony (rozkład Fermiego Diraca)

14 Półprzewodniki spontaniczne stan równowagi W ustalonej temperaturze koncentracja wolnych elektronów (n) i dziur (p) jest jednakowa: n= p=bt 3 e E g kt gdzie: 31 B= dla krzemu E g=1.12 ev szerokość przerwy energetycznej Uwaga: w temperaturze pokojowej mamy nośników/cm3 kryształ Si ma atomów/cm3 Tylko mała część atomów krzemu jest zjonizowana w.9, p.14

15 Półprzewodniki domieszkowane typu n Wprowadzenie do sieci krystalicznej zbudowanej z atomów czterowartościowych (Si, Ge) domieszki ( %) atomów pięciowartościowych (P, As, Sb), zwanych donorami, powoduje wytworzenie elektronów słabo związanych z siecią krystaliczną. Taki półprzewodnik nazywamy półprzewodnikiem typu n (n negative, ujemny). jon dodatni Elektron w paśmie przewodnictwa W temperaturze T=0 K stany pasma donorowego są obsadzone przez elektrony. W temp. pokojowej (kt E ) elektrony z pasma donorowego przechodzą do pasma przewodnictwa zwiększając znacznie koncentrację swobodnych elektronów. Półprzewodnik wykazuje przewodnictwo typu elektronowego (nośnikami większościowymi są elektrony). w.9, p.15

16 Półprzewodniki domieszkowane typu p Wprowadzenie do sieci krystalicznej zbudowanej z atomów czterowartościowych (Si, Ge) domieszki atomów trójwartościowych (B, Al, Ga, In), zwanych akceptorami, powoduje wytworzenie dziur słabo związanych z siecią krystaliczną. Taki półprzewodnik nazywamy półprzewodnikiem typu p (p positive, dodatni). jon ujemny dziura w paśmie walencyjnym W temperaturze T=0 pasmo akceptorowe jest puste. W temp. pokojowej (kt E ) elektrony z pasma walencyjnego przechodzą do pasma akceptorowego zwiększając znacznie koncentrację swobodnych dziur w paśmie walencyjnym. Półprzewodnik wykazuje przewodnictwo typu dziurowego (nośnikami większościowymi są dziury). w.9, p.16

17 Złącze półprzewodnikowe p n półprzewodonik typu n półprzewodonik typu p Po złączeniu półprzewodników elektrony z obszaru n dyfundują do obszaru p gdzie rekombinują z dziurami tworząc w pobliżu złącza ujemne jony związane z siecią krystaliczną (centra akceptorowe). Również swobodne dziury z obszaru p dyfundują do obszaru n gdzie ulegają rekombinacji. W obszarze n tworzy się warstwa jonów dodatnich (centra donorowe). Nieruchomy ładunek jonów tworzy warstwę dipolową, na której wytwarza się skok potencjału przeciwdziałający dalszej dyfuzji. w.9, p.17

18 Złącze niespolaryzowane p n Nieruchome jony wytwarzają pole elektryczne, które zapobiega dalszej dyfuzji nośników. W efekcie w pobliżu złącza powstaje warstwa ładunku przestrzennego, nazywana też warstwą zubożaną (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. W stanie równowagi termodynamicznej tj. gdy z zewnątrz nie przyłożono żadnego pola elektrycznego, w pobliżu styku obszarów p i n przemieszczanie się swobodnych nośników większościowych (dyfuzja), spowodowane jest różnicą koncentracji nośników. w.9, p.18

19 Złącze niespolaryzowane p n Złącze n p p n Koncentracja donorów i akceptorów Koncentracja dziur i elektronów dziury elektrony Dzięki dyfuzji elektronów z n do p i dziur z p do n powstaje w warstwie przejściowej strefa ujemnego i dodatniego ładunku przestrzennego stanowiącego warstwę zaporową. W warunkach równowagi termodynamicznej nie płynie prąd elektryczny. Gęstość ładunku potencjał w.9, p.19 U Na wysokość bariery Δ U możemy wpływać przez przyłożenie napięcia do złącza n p.

20 Złącze spolaryzowane IR prąd wsteczny Wysokość bariery Zaporowo ΔU wysoka IF prąd przewodzenia w.9, p.20 Wysokość bariery W kierunku przewodzenia ΔU niska

21 IR prąd wsteczny Wysokość bariery Złącze spolaryzowane zaporowo ΔU wysoka Przyłożenie napięcia (+) na n oraz ( ) na p powoduje rozsunięcie ładunku swobodnego i poszerzenie warstwy zaporowej. Skok potencjału na złączu (bariera potencjału) powiększa się o przyłożone napięcie. Liczba swobodnych nośników zdolnych do pokonania wysokiej bariery potencjału (w wyniku fluktuacji termicznych) jest bardzo mała, a zatem prąd przepływający przez złącze jest nieznaczny (prąd wsteczny). w.9, p.21

22 IF prąd przewodzenia Wysokość bariery Złącze spolaryzowane w kierunku przewodzenia ΔU niska Przyłożenie napięcia (+) na p oraz ( ) na n powoduje zmniejszenie szerokości warstwy zaporowej oraz obniżenie bariery potencjału o wartość przyłożonego napięcia. Swobodne elektrony i dziury dryfują w kierunku złącza gdzie następuje ich rekombinacja. Ustala się prąd płynący przez złącze, zależny od wartości przyłożonego napięcia i temperatury. Po przekroczeniu napięcia wynoszącego ok V dla złącz krzemowych, 0.35 V dla germanowych i 2.3 V dla arsenku galu następuje silny wzrost natężenia prądu (wzrost eksponencjalny). w.9, p.22

23 Prąd płynący przez złącze ( I=I S e U nu T 1 ) równanie Shockley'a gdzie: UT potencjał elektrokinetyczny T temperatura w K k stała Boltzmanna n stała 1 2 w.9, p.23

24 Dioda półprzewodnikowa w.9, p.24

25 Schemat zastępczy modelu złącza pn Na bazie równania Shockley'a: ( I=I S e U nu T 1 ) RU I(U) RS RU rezystancja upływu (rzędu MΩ) RS rezystancja szeregowa (rzędu Ω) w.9, p.25

26 Schemat zastępczy modelu złącza pn RU Cj I(U) RS Cd Cj pojemność złącza Cd pojemność dyfuzyjna w.9, p.26 W warunkach pracy dynamicznej (szybkie zmiany sygnału wymuszającego) musimy uwzględnić zmiany ładunku magazynowanego w warstwie zaporowej. Wprowadzamy do opisu złącza dwie pojemności:

27 Rodzaje diod i zastosowania Dioda prostownicza Dioda pojemnościowa (warikap) Dioda Zenera Dioda tunelowa Dioda świecąca (elektroluminescencyjna) LED Laser diodowy Fotodioda w.9, p.27

28 Dioda prostownicza Diody prostownicze przeznaczone są do przetwarzania prądu przemiennego (o małej częstotliwości) na prąd jednokierunkowy. Wykorzystywana jest własność jednokierunkowego przewodzenia diody.w układzie prostowniczym dioda pełni funkcję zaworu jednokierunkowego. t Czterodiodowy prostownik dwupołówkowy (mostek Graetza): t w.9, p.28

29 Dioda pojemnościowa (warikap) Warstwa zaporowa złącza (obszar pozbawiony nośników) zachowuje się jak izolator. Pojemność złącza jest funkcją szerokości tej warstwy, którą można zmieniać poprzez zmianę napięcia polaryzacji. Diody pojemnościowe pracują przy polaryzacji zaporowej. Stosowane są m.in. w układach rezonansowych wysokiej częstotliwości (radio, telewizja), umożliwiając ich przestrajanie (zmiana C > zmiana częstotliwości rezonansowej określonej przez stałą czasową RC). w.9, p.29

30 Dioda Zenera W diodach Zenera wykorzystujemy efekt przebicia występujący przy odpowiednio dużym napięciu wstecznym. Po przekroczeniu napięcia przebicia prąd diody gwałtownie się zwiększa. Występujące przebicie może być wynikiem tzw. efektu Zenera, polegającego na wyrywaniu elektronów z ich wiązań w paśmie walencyjnym półprzewodnika typu p i przechodzeniu w wyniku tunelowania do pasma przewodnictwa półprzewodnika typu n. Innym mechanizmem prowadzącym do podobnego efektu jest przebicie lawinowe. Generowane w złączu nośniki są przyspieszane do energii, przy których zderzając się z siecią krystaliczną generują wtórne pary elektron dziura, które są dalej powielane (lawinowe powielanie nośników). Przebicie Zenera obserwujemy przy odpowiednio dużym domieszkowaniu w obszarach n i p, przy napięciach do ok. 5 V (polaryzacji wstecznej). Przebicie lawinowe występuje w złączach o mniejszym domieszkowaniu i przy napięciach powyżej ok. 8 V. W zakresie napięć 5 8 V obydwa mechanizmy prowadzą do efektu przebicia. Nazwa dioda Zenera obejmuje tradycyjnie swym znaczeniem zarówno diody o przebiciu Zenera, jak i diody o przebiciu lawinowym. w.9, p.30

31 Efekt Zenera w.9, p.31

32 Przebicie lawinowe w.9, p.32

33 Przebicie lawinowe w.9, p.33

34 Dioda Zenera w.9, p.34

35 Zastosowania diody Zenera Diody Zenera znajdują zastosownie w układach elektronicznych do stabilizacji napięcia jako źródło napięcia odniesienia do przesuwania poziomów napięć jako elementy zabezpieczające i przeciwnapięciowe. Dzielnik napięcia z diodą Zenera wykorzystywany do stabilizacji napięcia: w.9, p.35

36 Dioda tunelowa W skrajnie domieszkowanym złączu p n warstwa zaporowa jest bardzo cienka. Możliwe jest zjawisko tunelowgo przejścia nośników większościowych przez barierę potencjału (bardzo cienki obszar zaporowy). Pojawia się dodatkowy prąd (tunelowy) przy polaryzacji diody w kierunku przewodzenia. Ponieważ prąd ten zanika wraz z rosnącym napięciem, to w charakterystyce diody obserwujemy obszar o ujemnej rezystancji dynamicznej. Takie diody nazywamy tunelowymi lub diodami Esakiego. Charakterystyka prądowo napięciowa Esaki 1957 Skrajnie silne domieszkowanie Szerokość złącza ~10 nm w.9, p.36 symbol diody tunelowej du r= <0 di

37 Dioda tunelowa pasma energetyczne Maksimum prądu Przekrywanie pasm Rozsunięcie pasm u=0.05 V u=0 w.9, p.37 u=0.5 V

38 Dioda tunelowa zastosowanie Czas tunelowania elektronu ~ s w.9, p.38 do wytwarzania, wzmacniania i detekcji drgań wysokich częstości w przełącznikach w układach impulsowych o dużej szybkości działania (np. układach cyfrowych)

39 Dioda tunelowa przykład zastosowania Ujemna oporność dynamiczna r odłumienie układu LC Kompensacja rezystancji cewki RL, która powoduje tłumienie w.9, p.39

40 Dioda świecąca Gdy złącze p n jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia, bariera potencjału ulega obniżeniu i elektrony wnikają do półprzewodnika typu p, a dziury do półprzewodnika typu n. W obszarach baz następują rekombi nacje elektronów i dziur związane z emisją kwantów promieniowania elektromagne o energii zbliżonej do szerokości przerwy energetycznej h Eg. w.9, p.40

41 Dioda świecąca charakterystyki w.9, p.41 Charakterystyki spektralne diody z GaAs w różnych temperaturach.

42 Dioda świecąca charakterystyki Charakterystyki prądowo napięciowe w.9, p.42 Moc emitowanego światła w funkcji natężenia prądu

43 Dioda świecąca zastosowania w.9, p.43 Oświetlenie, sygnalizacja itp.

44 Dioda laserowa Zasada działania diody laserowej jest podobna do zasady działania LED. Zasadnicze znaczenie ma uzyskanie inwersji obsadzeń nośników w obszarze przyzłączowym. Inwersję tę można uzyskać gdy złącze p n spolaryzowane jest bardzo silnym prądem w kierunku przewodzenia (ok. 250 ma). W półprzewodniku typu n koncentracja dziur będzie dominowała nad koncentracją elektronów, a w półprzewodniku typu p koncentracja elektronów będzie dominowała nad koncentracją dziur. W tych warunkach rekombinacja następuje lawinowo i jest wymuszona fotonami emitowanymi we wcześniejszej rekombinacji promienistej. Złącze emituje spójne promieniowanie laserowe. w.9, p.44

45 Dioda laserowa Bez inwersji obsadzeń Wiele atomów emisja kwantów światła niezależna. Z inwersją obsadzeń Wiele atomów emisja kwantów światła wymuszona (spójna). Tak jest przy dużym prądzie przewodzenia diody (250 ma): wstrzykniętych elektronów do półprzedonika typu p jest więcej niż dziur; wstrzykniętych dziur do półprzednika typu n jest więcej niż elektronów (inwersja obsadzeń) w.9, p.45

46 Dioda laserowa w.9, p.46

47 Dioda laserowa charakterystki i zastosowanie w.9, p.47

48 Fotodioda Jeżeli oświetlimy złącze p n, to prąd płynący w kierunku zaporowym będzie zależał od natężenia oświetlenia. Wiąże się to z generacją przez światło nośników (par elektron dziura) w obszarze złącza. Efekt ten wykorzystywany jest w fotodiodach służących do detekcji światła. w.9, p.48

49 Fotodioda Czułość spektralna zależy od materiau złącza: w.9, p.49

50 Fotodioda chrakterystyka Typowe charakterystyki prądowo napięciowe fotodiody krzemowej przy różnych natężaniach oświetlenia złącza p n: w.9, p.50

51 Fotodioda PIN Pomiędzy półprzewodnikiem typu p a półprzewodnikiem typu n znajduje się warstwa półprzewodnika samoistnego i. Warstwa zaporowa w takim złączu ma dużą grubość, równą w przybliżeniu grubości warstwy samoistnej, co powoduje, że pojemność elektryczna złącza jest bardzo mała. Dzięki temu uzyskuje się dużą szybkość działania odpowiadającą częstotliwościom przekraczającym 10 GHz. Fotodiody PIN należą do najszybszych detektorów promieniowania. Dzięki dużej grubości złącza obszar fotoczuły ma większą objętość, co zwiększa także wydajność konwersji światła. w.9, p.51

52 Fotodioda lawinowa Fotodioda lawinowa jest elementem pracującym w zakresie przebicia lawinowego złącza p n. Po oświetleniu złącza następuje lawinowe powielanie wygenerowanych par elektron dziura. Sygnał prądowy jest wzmacniany wewnętrznie, typowo razy. Stosując odpowiednią elektroniką można uzyskać znacznie większe wzmocnienia, sięgające ~108. Możliwa jest wówczas detekcja pojedynczych fotonów. Fotodioda lawinowa jest najbardziej czułym półprzewodnikowym detektorem światła. w.9, p.52

53 Fotodioda podsumowanie w.9, p.53

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

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

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

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

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

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

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

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. 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

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

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

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

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

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

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

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

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

Urządzenia półprzewodnikowe

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek Lasery półprzewodnikowe przewodnikowe Bernard Ziętek Plan 1. Rodzaje półprzewodników 2. Parametry półprzewodników 3. Złącze p-n 4. Rekombinacja dziura-elektron 5. Wzmocnienie 6. Rezonatory 7. Lasery niskowymiarowe

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

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

Wykład FIZYKA II. 14. Fizyka ciała stałego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA II. 14. Fizyka ciała stałego.  Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA II 14. Fizyka ciała stałego Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ MATERIA SKONDENSOWANA Każdy pierwiastek bądź

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 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

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

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

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

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

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

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

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

Miłosz Andrzejewski IE

Miłosz Andrzejewski IE Miłosz Andrzejewski IE Diody Diody przepuszczają prąd tylko w jednym kierunku; służą do prostowania. W tym celu używa się ich w: prostownikach wchodzących w skład zasilaczy. Ogólnie rozpowszechnione są

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

WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ

WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ ĆWICZENIE 48 WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałej Plancka na podstawie pomiaru charakterystyki prądowonapięciowej diody

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

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

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

Elementy optoelektroniczne. Przygotował: Witold Skowroński

Elementy optoelektroniczne. Przygotował: Witold Skowroński Elementy optoelektroniczne Przygotował: Witold Skowroński Plan prezentacji Wstęp Diody świecące LED, Wyświetlacze LED Fotodiody Fotorezystory Fototranzystory Transoptory Dioda LED Dioda LED z elektrycznego

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

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

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

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

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

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

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

Elementy optoelektroniczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Elementy optoelektroniczne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Półprzewodnikowe elementy optoelektroniczne Są one elementami sterowanymi natężeniem

Bardziej szczegółowo

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet II. WYBRANE LASERY BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet Laser gazowy Laser He-Ne, Mechanizm wzbudzenia Bernard Ziętek IF UMK Toruń 2 Model Bernard Ziętek IF UMK Toruń 3 Rozwiązania stacjonarne

Bardziej szczegółowo

Prawdopodobieństwo obsadzania każdego stanu jednoelektronowego określone jest przez rozkład Fermiego, tzn. prawdopodobieństwo, że stan o energii E n

Prawdopodobieństwo obsadzania każdego stanu jednoelektronowego określone jest przez rozkład Fermiego, tzn. prawdopodobieństwo, że stan o energii E n 1 CCD Aby zrozumieć zjawiska zachodzące w kamerze CCD, należy przypomnieć w jaki sposób jest tworzona studnia potencjału oraz jaki jest wpływ przyłożonego napięcia zewnętrznego na głębokość studni. Prawdopodobieństwo

Bardziej szczegółowo

Półprzewodniki typu n, p, złącze p-n - diody

Półprzewodniki typu n, p, złącze p-n - diody Półprzewodniki typu n, p, złącze p-n - diody Wrocław 2016 Ciało stałe Ciało, którego cząstki (atomy, jony) tworzą trwały układ przestrzenny (sieć krystaliczną) w danych warunkach (tzw. normalnych). Ruchy

Bardziej szczegółowo

Cel wykładu. Elektronika Jakub Dawidziuk

Cel wykładu. Elektronika Jakub Dawidziuk Elektronika program Złącze p-n, diody półprzewodnikowe. Elementy optoelektroniczne. Prostowniki. Zasada działania BJT, charakterystyki statyczne, modele, parametry. Układy polaryzacji i stabilizacja punktu

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

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

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Wojciech Niwiński 30.03.2004 Bartosz Lassak Wojciech Zatorski gr.7lab Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Zadanie laboratoryjne miało na celu zaobserwowanie różnic

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

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

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

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

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

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

ELEKTRONIKA ELM001551W

ELEKTRONIKA ELM001551W ELEKTRONIKA ELM001551W Podstawy elektrotechniki i elektroniki Budowa materii fizyka półprzewodników Zakres: Sieć krystaliczna, Rodzaje wiązań chemicznych, Struktura pasmowa półprzewodników Rys historyczny

Bardziej szczegółowo

Wybrane elementy optoelektroniczne. 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5.

Wybrane elementy optoelektroniczne. 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5. Wybrane elementy optoelektroniczne 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5. Podsumowanie a) b) Light Emitting Diode Diody elektrolumiscencyjne Light

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

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne Spis treści Przedmowa 13 Wykaz ważniejszych oznaczeń 15 1. Zarys właściwości półprzewodników 21 1.1. Półprzewodniki stosowane w elektronice 22 1.2. Struktura energetyczna półprzewodników 22 1.3. Nośniki

Bardziej szczegółowo