ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH Kurs 15/30 g
|
|
- Danuta Tomczyk
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Politechnika Warszawska ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH Kurs 15/30 g Mieczysław Nowak Czerwiec/lipiec 2009
2 Informacje wstępne Przekształtnik przedmiot energoelektroniki - układ zbudowany z łączników o dwustanowej pracy i elementów magazynujących energię ( LC) Łączniki - to przyrządy półprzewodnikowe których parametry powinny zapewnić minimalne straty energii często z uwzględnieniem dodatkowego wymagania możliwie wysokiej częstotliwości łączeń Przykładowy przekształtnik prostownik o sinusoidalnym przebiegu prądu pobieranego z linii Magazyny energii Elementy LC - są niezbędne dla poprawnej pracy przekształtnika - ograniczania napięć i prądów i ich pochodnych oraz realizacji filtrów niwelujących efekty dwustanowej pracy łączników O podstawowych cechach użytkowych ( sprawność, waga, wymiary, niezawodność, cena) przekształtników decydują właściwości zarówno łączników przyrządów półprzewodnikowych jak i elementów magazynujących LC i transformatorów 0/1
3 Zakres przedmiotu: 1. Wprowadzenie - (EE_1) - (EE_1) 3. Przyrządy półprzewodnikowe - (EE_2 EE_4) Dioda-, Tranzystor bipolarny-, Tyrystor -, GTO-, MOS-, IGBT-, Inne 4. Zasady stosowania przyrządów pp. - (EE_5) Sterowanie, zabezpieczanie, elementy specjalne 5. Projektowanie termiczne - (EE_6) 6. Elementy LCT - (EE_7 EE_9) 7. Podsumowanie/Test sprawdzający - 0/2
4 Literatura: Nowak M. Barlik R. Poradnik inżyniera energoelektronika WNT 1998 Januszewski S., Świątek H. Zymer K. Przyrządy półprzewodnikowe mocy WKiŁ 1999 Mohan N., Undeland T. M., Robbins W. Power Electronics John Wiley &S NJ 1995 Napieralski A., Napieralska M. Polowe przyrządy półprzewodnikowe dużej mocy WNT 95 0/3
5 Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH 1. Wprowadzenie 2. Właściwości fizyczne półprzewodników P W Mieczysław Nowak Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Czerwiec/lipiec 2009
6 1. Wprowadzenie 1.1. Rys historyczny rozwoju nowoczesnych przyrządów półprzewodnikowych Prace badawcze podstawowe w dziedzinie półprzewodników Pierwsza połowa XIX w 1822 Seeback badania siarczku ołowiu; 1833 Faraday siarczek srebra, Becquerel złącze półprzewodnik/elektrolit 1875 Siemens fotodetektor selenowy Bohr, Dirac, Heisenberg... mechanika kwantowa Era przekształtników przed półprzewodnikowych : koniec XIX, początek XX wieku łączniki mechaniczne (wibratory), lampy, lampy gazowane, tyratrony, prostowniki rtęciowe, prostowniki selenowe 1/1
7 1. Wprowadzenie 1.2. Przyrządy półprzewodnikowe Si daty wprowadzenia Tranzystor (zasada) 1948 Dioda energetyczna 1954 Tyrystor 1957 GTO(?) 1961 SIT 1975 MOS 1976 IGBT 1982 inne istotne wynalazki Konstr. pastylkowa 1966 Obudowa plastyk Moduł 1976 Fototyrystor 1978 Dioda z węglika- krzemu 2002 MCT 1987 IGCT /2
8 Półprzewodnik samoistny półprzewodnik samoistny siatka krystaliczna krzemu Liczba istniejących w półprzewodniku par elektrondziura jest określona zależnością charakteryzująca tzw. generację samoistną (naturalną - intrinsic) n 2 i qe C exp kt Dla czystego krzemu o Eg = 1,1 ev w temperaturze pokojowej n i = g W materiale półprzewodnikowym stosuje się domieszkowanie atomów typu n w których głównie przewodzą elektrony oraz domieszkowanie typu p o dominacji przewodnictwa za pośrednictwem dziur. O liczbie dziur i elektronów jako nośników prądu w materiale domieszkowanym decyduje liczba atomów domieszek na cm 3 2/1
9 W cm 3 krzemu istnieje atomów. Gęstość domieszek jest ustalana w technologicznym procesie na poziomie ( przy największej koncentracji 1 atom domieszek na atomów krzemu przy najmniejszej 1 na ). W przedziale temperatury -100 C +150 C gdy wszystkie atomu domieszek są zjonizowane a generacja samoistna dostarcza pomijalnie mało par nośników w domieszkowanym półprzewodniku obowiązuje prawo działania mas tzn n 0 p 0 = n i 2 Półprzewodnik domieszkowany Np: Przy domieszkowaniu atomów fosforu /cm 3 w podanym przedziale temperatur liczba elektronów uwolnionych do pasma przewodnictwa n 0 wynosi a zatem liczba dziur w tym materiale p 0 wynosi 10 4 ( jedna dziura na tysiąc bilionów elektronów) {Nie należy rozumieć że materiał jest elektrycznie nieobojętny. Dziura i elektron oznaczają w tym przypadku środek transportu ładunku a nie sam ładunek} Podobnie przy domieszkowaniu atomów indu/cm3 liczba dziur uwolnionych jest ~10 14 a liczba elektronów 10 6 ( jeden elektron na sto milionów dziur). 2/2
10 Jeżeli liczba nośników w jakimś obszarze półprzewodnika na skutek zaburzenia ( np. dopłynięcia z obszarów sąsiednich) przewyższa charakterystyczne wartości p 0 lub n 0 to w procesie przyspieszonej rekombinacji następuje zmniejszanie nadwyżki do zera. Obowiązuje przy tym równanie d ( X n, p ) X n, p dt przy czym - stała czasowa rekombinacji może być w procesie wytwarzania półprzewodnika w znacznym zakresie zmieniana przez wytwarzania tzw. centrów rekombinacji. Rekombinacja W przypadku gdy gęstość nadmiarowych ( tzn przekraczających charakterystyczne wartości n 0 lub p 0 ) nośników są bardzo duże i przekraczają wartość x 0 = cm -3 to proces rekombinacji ulega znacznemu przyspieszeniu co odzwierciedla sie we wzorze na stałą czasową 0 1 ( x / x Jeżeli np. x= a charakterystyczna wartość x 0 =10 17 to stała czasowa ulega stukrotnemu skróceniu. To zjawisko zwane rekombinacja Augera ma istotne znaczenie dla procesów dynamicznych przy wyłączaniu przyrządów mocy 0 ) 2 2/3
11 Przepływ prądu w półprzewodniku Ruch nośników związany z przepływem prądu wiąże się z unoszeniem ładunków w polu elektrycznym ( dryft) przesuwaniem sie ładunku z obszarów o większej koncentracji w kierunku koncentracji mniejszej Gęstość prądu wypadkowego jest sumą składowej pochodzącej od dryftu (J DR ) i składowej pochodzącej od dyfuzji (J DF ) (dyfuzja) J J DR DF qe( n p p ) J DFn n J DFp q( nd D p p n dn dx Dn n pd kt q p dp dx Współczynniki ruchliwości dziur i elektronów w polu elektrycznym (μ p i μ n ) współczynniki dyfuzji (D p i D n ) są powiązane relacją Einsteina: ) 2/4
12 Rozkład ładunku przestrzennego Natężenie pola elektrycznego Rozkład potencjału Złącze p-n Złącze skokowe (metalurgiczne) bez polaryzacji Powstaje strefa złączowa o szerokości W 0 wyznaczona przez ładunek przestrzenny wynikającym z dyfuzyjnej ucieczki dziur z obszaru p i elektronów z obszaru n. Potencjał złączowy przy domieszkowaniu atomami i akceptorami odpowiednio N a i N d zależy od stopnia domieszkowania: Potencjał złączowy f 0 dla krzemu w temperaturze pokojowej i typowych wartościach domieszek wynosi ~0,7V. Szerokość strefy złączowej W 0 przy braku polaryzacji : W 0 kt f0 ln q 2f 0 ( N qn Maksymalne natężenie pola elektrycznego przy braku polaryzacji zewnętrznej : E 0max a N N a N a 2 ni d N 2f0 W 0 d d ) 2/5
13 Złącze p-n Przy napięciu U p dodatnim strefa zawęża się do zera. Również natężenie pola maleje do wartości bliskich zeru. Przy polaryzacji napięciem ujemnym ( wstecznej) strefa ulega rozszerzeniu Maksymalne natężenie pola elektrycznego przy polaryzacji zewnętrznej : E 2f 0 Upmax 1 W0 W Up U p f jest przy polaryzacji wstecznej wielkością krytyczną z punktu widzenia wytrzymałości napięciowej Gęstość prądu płynącego przez złącze z zamkniętym obwodem polaryzacji zewnętrznej : J qn 2 i 1 N a D n n 1 N d D p p U p W0 1 f 0 ( e qu p kt 0 1) odzwierciedla podstawową ch-kę napięciowo-prądową złącza pndiody. Szerokość strefy złączowej W Up ulega zmianie wzgledem W 0 zgodnie z wzorem: 2/6
14 Złącze p-n Ch-ki napięciowo prądowe złącza rzeczywistego Przy przewodzeniu w ch-ce wypadkowej (linia-3) należy uwzględnić spadki napięcia na obszarach pozazłączowych i doprowadzeniach (linia 1){ linia 2 - ch-ka idealna} Przy polaryzacji wstecznej ch-ka rzeczywista powstaje z superpozycji chki idealnej ( linia-1), ch-ki konduktancji omowej ( linia 2) i ch-ki zjawiska lawinowego ( linia 3) Wytrzymałość napieciowa złącza - najważniejszy parametr każdego z przyrządów półprzewodnikowych określona jest przez napięcie przebicia lawinowego. Wartość tego napięcia jest zdeterminowana przez maksymalne dopuszczalne natężenie pola elektrycznego występujące w krzemie w strefie złącza spolaryzowanego napięciem wstecznym. W krzemie maksymalne natężenie pola przy którym rozpoczyna się zjawisko lawinowego powielania nośników wynosi E max = V/cm 2/7
15 Złącze p-n realne przyczyny ograniczenia napięcia O uzyskiwanej w praktyce wytrzymałości napięciowej diod decydują zjawiska występujące w rejonach deformacji strefy złączowej a zatem w pobliżu zakrzywienia powierzchni złącza lub w obszarze powierzchniowej złącza. Na rysunku pokazano przekrój struktury diody w której wytworzono złącze metoda dyfuzji domieszek p do pastylki materiału słabo domieszkowanego n. Jak widać powierzchnia złącza wykazuje zakrzywienie i należy oczekiwać, że w jego pobliżu może występować wzrost natężenia pola krytyczny z punktu widzenia wytrzymałości napięciowej związanej z zjawiskiem przebicia lawinowego. Dzięki zastosowaniu nałożonych na powierzchnię pierścieni metalowych lub wytworzenie dodatkowych pierścieni dyfundowanych domieszkami p następuje wyrównanie rozkładu pola. 2/8
16 Złącze energetyczne p-n (PiN) Dla zapewnienia dużej wytrzymałości napięciowej złącza a jednocześnie zapewnienia niewielkiego spadku napięcia w stanie przewodzenia w przyrządach półprzewodnikowych stosuje sie specjalne złącze zwane energetycznym złącze typu PiN ( i intrinsic) * ** Strefa zubożona ( słabo domieszkowana) usytuowana pomiędzy warstwami silnie domieszkowanymi umożliwia rozprzestrzenienie się warstwy zaporowej złącza przy zachowaniu nie przekroczonej wartości natężenia pola. Strefa ta nazywana jest rejonem (strefą) dryftu. Przy projektowaniu złącza typu PiN możliwe są dwa sposoby kształtowania profilu pola w strefie złączowej: trójkątny i prostokątny. Można wykazać i stwierdzić praktycznie, że dla określonej wytrzymałości napięciowej przy profilu prostokątnym grubość strefy dryftu może być blisko dwukrotnie mniejsza niż przy profilu trójkątnym 2U E * BR Wd ** max W d U BR E max 2/9
17 Złącze energetyczne p-n (PiN)- napięcie w stanie przewodzenia Szerokość strefy dryftu ma istotny wpływ na właściwości złącza w stanie przewodzenia. Można wykazać, że spadek napięcia na strefie dryftu jest proporcjonalny do W d2 i zależy od stałej czasowej rekombinacji, która decyduje o stopniu nasycenia tej strefy o bardzo małym domieszkowaniu nośnikami nadmiarowymi dopływającymi z silnie domieszkowanych warstw. Całkowite napięcie na przewodzącym złączu energetycznym U ZE jest sumą napięcia złączowego - U j oraz dodatkowego napięcia na strefie dryftu U drf zgodnie z zależnością: U ZE U j U przy czym napięcie dryftu U drf jest określone relacją: U drf 2 Wd ( ) p W przypadku gdy w złączach szybko przełączających przyrządów stosuje się znaczne skrócenie stałej czasowej rekombinacji przez zwiększenie liczby centrów rekombinacji należy liczyć się ze zwiększeniem spadku napięcia w stanie przewodzenia n drf 2/10
18 Właściwości dynamiczne złącza energetycznego p-n Złącze energetyczne p-n - elementarna struktura przyrządów półprzewodnikowych bipolarnych stosowanych jako szybkie łączniki wymaga charakteryzacji z punktu widzenia właściwości dynamicznych opisujących procesy załączania t.j. przejścia do stanu przewodzenia i wyłączania t.j. przejścia do stanu polaryzacji wstecznej. Przy załączaniu do diody wtłaczany jest prąd przy określonej stromości narastania di/dt. Przy braku nasycenia strefy dryftu nośnikami nadmiarowymi które nie zdążyły dopłynąć z warstw silnie domieszkowanych na diodzie występuje znacznie większe napięcie niż w stanie ustalonego przewodzenia Przy wyłączaniu diody pod wpływem zewnętrznego napięcia następuje zmniejszenie prądu do zera a następnie przepływa impuls prądu wstecznego przez czas zależny od charakterystycznych parametrów złącza głównie stałej czasowej rekombinacji i grubości warstwy słabo domieszkowanej Proces narastania i opadania ładunku w złączu energetycznym przy załączaniu i wyłączaniu 2/11
19 Złącze metal półprzewodnik ( dioda Schottkky ego) Złącze powstaje na skutek tego, że elektrony w materiale typu n mając wyższą energię od elektronów w metalu przepływają w znacznej ilości do elektrody metalowej. Na pograniczu warstwy n i metalu powstaje obszar zjonizowany o ładunku dodatnim blokujący dalszy przepływ elektronów. Doprowadzenie do elektrody metalowej dodatniego napięcia zewnętrznego powoduje likwidacje bariery i umożliwia przepływ prądu już przy napięciu 0,3V. Bariera złączowa powstaje tylko w wyniku kontaktu metalu z półprzewodnikiem słabo domieszkowanym. Kontakt z obszarem silnie domieszkowanym nie daje efektu złączowego ( tzw kontakt omowy) dzięki czemu możliwe jest wyprowadzenie katody (patrz rysunek ) W realizacji praktycznej z uwagi na znaczne zakrzywienia strefy złączowej i występujące w tym rejonie znaczne natężenia pola elektrycznego nie jest możliwe uzyskanie krzemowych (!) diod Schottky ego na napięcia wsteczne większe niż 200 V. Dioda Schottky ego jest przyrządem unipolarnym, w którym przewodzą tylko nośniki większościowe ( w materiale n elektrony i grubość strefy dryftu i stopień jego domieszkowania ma zasadniczy wpływ na spadek napięcia w stanie przewodzenia. Diody Schottky ego na wyższe napięcia wymagają grubszych warstw słabo domieszkowanych a wiec cechuje je większe napięcie przewodzenia Niezwykle ważną zaletą diod Schottky ego jest brak przy wyłączaniu ładunku przejściowego związanego z obecnością ładunków nadmiarowych w strefie dryftu charakteryzująca przyrządy bipolarne. Dzięki temu nie pojawia się przejściowy prąd wsteczny i znacznie maleją straty łączeniowe w obwodach z diodami tego rodzaju. Od kilku lat produkowane są diody Schottky ego z węglika- krzemu w których dopuszczalne napięcie wsteczne przekracza 1000V 2/12
20 Wzajemne oddziaływanie złączy bipolarny tranzystor złączowy (BJT) Tranzystor bipolarny BJT ( Bipolar Junction Transistor) jest przykładem wykorzystania zjawiska oddziaływania złączy pozostających w niewielkiej odległości w obszarze jednej monolitycznej bryły półprzewodnikowego materiału. Zgodnie z szkicem w ramach jednej struktury występują dwa złącza - kolektorowe J CB (zbierające nośniki) spolaryzowane zaporowo i emiterowe J BE - dostarczające nośniki w sposób kontrolowany ( spolaryzowane zaporowo lub w kierunku przewodzenia) Przy polaryzacji złącza emiterowego w kierunku zaporowym brak dopływu nośników do do obszaru bazy i również przez złącze kolektorowe nie płynie prąd. W przypadku gdy na skutek zewnętrznej polaryzacji zostanie wymuszony dopływ nośników mniejszościowych (zwykle elektronów) z silnie domieszkowanego obszaru warstwy emiterowej to dominująca część tych nośników dociera do strefy złączowej J CB i jako prąd kolektorowy przepływa przez obszar słabo domieszkowany odpowiedzialny z a wytrzymałość napięciową tranzystora i dociera do zewnętrznej warstwy doprowadzenia kolektora. Podstawowy parametr tranzystora odzwierciedlający wzajemne oddziaływanie złączy to wzmocnienie prądowe tranzystora określające relację pomiędzy prądem kolektora i prądem bazy który jest wielkością sterującą: I I C B 2/13
21 Złącze sterowane polem złączowy tranzystor polowy (JFET) Złącze przystosowane do sterowania polem wytworzonym w strefie złączowej musi mieć odpowiednia budowę tak jak to prezentuje szkic. W obrębie pojedynczej komórki materiału typu n występuje podwójne złącze przepust utworzone przez obszary silnie domieszkowane (p+). Doprowadzenia D( dren - Drain) i S ( źródło Source) tworzą obwód główny o kontrolowanej przewodności ( sterowany). Doprowadzenie do obszarów p+ to elektroda sterująca G ( bramka - Gate). Przy napięciu U GS =0 obszary przy złączach pozbawione ładunku sa znikome i kanał dla przepływu prądu pomiędzy drenem i źródłem jest w pełni otwarty. Polaryzacji bramki G napięciem ujemnym wzgl. S (źródła) powoduje rozszerzenie się strefy złączowej zwężenie kanału. Przy pewnej wartości napięcia zależnej od napięcia U DS następuje całkowite zamknięcie kanału i przepływ prądu przez komórkę pomiędzy S i D nie jest możliwy. Opisaną właściwość jest odwzorowana przez charakterystyki podane w dole rysunku. Tego rodzaju struktura o cechach przyrządu sterowanego napięciem to złączowy tranzystor polowy JFET (JunctionField Effect Transistor). W łączniku mocy konieczna jest integracja wielkiej liczby mikrokomórek dla uzyskania dostatecznie dużych wartości prądu dopuszczalnych w stanie przewodzenia. Tranzystor JFET jest przyrządem unipolarnym tzn o jednym typie nośników przewodzących prąd. Wobec braku strefy dryftu nasycanego nośnikami nadmiarowymi jest bardzo szybki. Zasadnicza wadą polowych złączowy łączników mocy jest fakt przewodzenia prądu przy zerowym napięciu bramki ( łącznik normalnie przewodzący) 2/14
22 Złącze sterowane polem tranzystor polowy z izolowaną bramką (MOS) Oddziaływanie na złącze w celu uzyskania przyrządu sterowanego jest możliwe przez wytworzenie w obszarze półprzewodnika silnego pola elektrycznego. Uzyskuje się to dzięki naładowaniu elektrody metalizacji na bardzo cienkiej warstewki izolatora ( SiO 2 ) przylegającej do struktury warstwowo złączowej półprzewodnika (n + /p/n - /n + podobnej do występującej w tranzystorze bipolarnym) w sposób podobny do przedstawionego na rysunku. Przy braku ładunku nienaruszone złącze p/n- blokuje przepływ prądu. Doprowadzony ( z układu sterownika) ładunek dodatni względem półprzewodnika powoduje wytworzenie tak silnego pola, że cienka warstwa materiału p pod elektrodą traci swoje właściwości w procesie inwersji i tworzy kanał który umożliwia przepływ prądu. Aby kanał otworzył sie napięcie bramki względem źródła musi przewyższyć tzw napięcie progowe U GS(th). Można wyróżnić trzy specyficzne zakresy relacji pomiędzy napięciem bramki U GS napięciem U DS i prądem drenu I D I D dla U DS >U GS -U GS(th) : dla U DS U GS -U GS(th) : dla U DS <U GS -U GS(th) : K U 2 ( GS UGS( th) ) I K D ( U DS U DS rds( on) Tranzystor MOSFET jako przyrząd unipolarny cechuje wielka szybkość przełączania i prostota sterowania 2 ) I D 2/15
23 Półprzewodnikowe, KRZEMOWE przyrządy mocy PODSUMOWANIE Podstawowe obszary zastosowań: W ciągu 50 lat absolutnej dominacji krzemu technologie wytwarzania łączników mocy osiągnęły granice rozwoju i dalsza poprawa parametrów z zastosowaniem tego materiału staje się niemożliwa. Trwają prace badawcze nad wprowadzeniem nowych materiałów półprzewodnikowych 2/16
24 Nowe materiały półprzewodnikowe Węglik krzemu SiC - materiał znany od ponad 50 lat - od ponad 20 lat trwają coraz intensywniejsze prace nad zastosowaniem w elektronice Teoretycznie materiał bardzo obiecujący Parametry Rezystancja przewodzenia Prąd nasycenia Przewodność termiczna. Gęstość mocy Blokowane napięcie. Temperatura pracy W praktyce niezwykle trudny : Powstaje w procesie resublimacji w temperaturze znacznie powyżej 2000ºC. Konieczne jest uzyskanie jednej z 150 możliwych konfiguracji w siatce bez występowania deformacji Inne perspektywiczne materiały: Azotek galu GaN Diament Arsenek galu 2/17
25 R W on( spec) D R 2V E BR max on( spec) WD q N N n D D se 2qV 4V s Nowe materiały półprzewodnikowe 2 max BR 2 BR 3 nemax Węglik krzemu SiC Przy obecnie uzyskiwanych wartościach napięcia przyrządy bipolarne SIC z uwagi na większe napięcie złączowe w stanie przewodzenia nie są konkurencyjne w stosunku do krzemowych. Pozostaje argument pracy w goracych aplikacjach Dzięki temu, że krytyczna wartość natężenia pola elektrycznego dla SiC jest kilkunastokrotnie większa niż dla Si rezystancja strefy dryftu w takim przyrządzie jest wielokrotnie mniejsza niż w przyrządach krzemowych o takim samym napięciu 2/18
26 Nowe materiały półprzewodnikowe Węglik krzemu SiC pierwsze przyrządy mocy na rynku i w badaniach Dioda Schottky ego - przyrząd od kilku lat dostępny Cree, 1200V / 50A Infineon, 1200V/5A Sensitron ( 2,5 kv /20A mostek) Tranzystor polowy, złączowy JFET SiCED serie prototypowe (1500V/5A) Semisouth (b.d) Tranzystor bipolarny złączowy BiT (BJT) TranSiC serie prototypowe ( 1200V/6A) testowany w temp C); 600V /20A Spodziewany w połowie 2009; Tranzystor MOSFET (10A/1200V ) Cree 2/19
Część 3. Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy. Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51
Część 3 Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51 Budowa przyrządów półprzewodnikowych Struktura składa się z warstw Warstwa
Bardziej szczegółowoELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH
Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH Piotr Grzejszczak Mieczysław Nowak P W Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej 2015 Wiadomości ogólne Tranzystor
Bardziej szczegółowoCzęść 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 szczegółowoCzęść 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 i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 23 Półprzewodniki
Bardziej szczegółowoElementy 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 szczegółowoSYMBOLE 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 szczegółowoIV. 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 szczegółowo6. TRANZYSTORY UNIPOLARNE
6. TRANZYSTORY UNIPOLARNE 6.1. WSTĘP Tranzystory unipolarne, inaczej polowe, są przyrządami półprzewodnikowymi, których działanie polega na sterowaniu za pomocą pola elektrycznego wielkością prądu przez
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET
Ćwiczenie 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych tranzystorów polowych złączowych oraz z izolowaną
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoZłożone struktury diod Schottky ego mocy
Złożone struktury diod Schottky ego mocy Diody JBS (Junction Barrier Schottky) złącze blokujące na powierzchni krzemu obniżenie krytycznego natężenia pola (Ubr 50 V) Diody MPS (Merged PINSchottky) struktura
Bardziej szczegółowoTranzystory polowe FET(JFET), MOSFET
Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana
Bardziej szczegółowo7. 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 szczegółowoBudowa. 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 szczegółowoWłaściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy
Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy Zalety sterowanie polowe niska moc sterowania wyłącznie nośniki większościowe krótki czas przełączania wysoka maksymalna częstotliwość pracy
Bardziej szczegółowoPodstawy 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 szczegółowoKatedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:
Podstawy Elektroniki Prowadzący: Prof. dr hab. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl Program: wykład - 15h laboratorium
Bardziej szczegółowoW 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 szczegółowoLABORATORIUM 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 szczegółowoPrzegląd półprzewodnikowych przyrządów mocy
Przegląd półprzewodnikowych przyrządów mocy Rozwój przyrządów siłą napędową energoelektroniki Najważniejsze: zdolność do przetwarzania wielkich mocy (napięcia i prądy znamionowe), szybkość przełączeń,
Bardziej szczegółowoZłącza 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 szczegółowoWykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY
Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY Tranzystor Trójkońcówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu
Bardziej szczegółowoZygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska 1947 r. pierwszy tranzystor ostrzowy John Bradeen (z lewej), William Shockley (w środku) i Walter Brattain (z prawej) (Bell Labs) Zygmunt Kubiak
Bardziej szczegółowoIII. 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 szczegółowoPrzyrządy półprzewodnikowe część 5 FET
Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET r inż. Bogusław Boratyński Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska 2011 Literatura i źródła rysunków G. Rizzoni, Fundamentals of Electrical
Bardziej szczegółowoTRANZYSTORY MOCY. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami.
12 Ć wiczenie 2 TRANZYSTORY MOCY Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami. 1. Wiadomości wstępne Tranzystory są to trójelektrodowe przyrządy
Bardziej szczegółowoElementy i Układy Sterowania Mocą
Elementy i Układy Sterowania Mocą Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 15 godz. laboratorium 15 godz. Materiały
Bardziej szczegółowoFizyka 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 szczegółowoPółprzewodniki. 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 szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA 2 (EZ1C500 055) BADANIE DIOD I TRANZYSTORÓW Białystok 2006
Bardziej szczegółowoWYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ
WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA ĆWICZENIE 2 Charakterystyki tranzystora polowego POJĘCIA
Bardziej szczegółowoEL08s_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 szczegółowoElementy 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 szczegółowoWykład IV. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe
Wykład IV Półprzewodniki samoistne i domieszkowe Półprzewodniki (Si, Ge, GaAs) Konfiguracja elektronowa Si : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 = [Ne] 3s 2 3p 2 4 elektrony walencyjne Półprzewodnik samoistny Talent
Bardziej szczegółowoUrządzenia półprzewodnikowe
Urządzenia półprzewodnikowe Diody: - prostownicza - Zenera - pojemnościowa - Schottky'ego - tunelowa - elektroluminescencyjna - LED - fotodioda półprzewodnikowa Tranzystory - tranzystor bipolarny - tranzystor
Bardziej szczegółowoRyszard 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(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 170013 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 297079 (22) Data zgłoszenia: 17.12.1992 (51) IntCl6: H01L 29/792 (
Bardziej szczegółowo3. 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 szczegółowoTranzystory polowe FET(JFET), MOSFET
Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2009 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Tranzystor polowy złączowy
Bardziej szczegółowoWydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej TIA ZIENNE LAORATORIM PRZYRZĄÓW PÓŁPRZEWONIKOWYCH Ćwiczenie nr 8 adanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOFET I. Zagadnienia
Bardziej szczegółowoTEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne
TEORIA TRANZYSTORÓW MOS Charakterystyki statyczne n Aktywne podłoże, a napięcia polaryzacji złącz tranzystora wzbogacanego nmos Obszar odcięcia > t, = 0 < t Obszar liniowy (omowy) Kanał indukowany napięciem
Bardziej szczegółowoDiody, 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 szczegółowoPrzyrządy 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 szczegółowoAleksandra 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 szczegółowoRys.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 szczegółowo7. TYRYSTORY 7.1. WSTĘP
7. TYRYSTORY 7.1. WSTĘP Tyrystory są półprzewodnikowymi przyrządami mocy pracującymi jako łączniki dwustanowe, tj. mające stan włączenia (charakteryzujący się małą rezystancją) i stan wyłączenia (o dużej
Bardziej szczegółowoPrzyrządy półprzewodnikowe część 3
Przyrządy półprzewodnikowe część 3 Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 110 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 30 godz. laboratorium 30 godz WEEIiA
Bardziej szczegółowoMateriały używane w elektronice
Materiały używane w elektronice Typ Rezystywność [Wm] Izolatory (dielektryki) Over 10 5 półprzewodniki 10-5 10 5 przewodniki poniżej 10-5 nadprzewodniki (poniżej 20K) poniżej 10-15 Model pasm energetycznych
Bardziej szczegółowoBadanie 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 szczegółowoTranzystory polowe JFET, MOSFET
Tranzystory polowe JFET, MOSFET Zbigniew Usarek, 2018 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Tranzystor polowy złączowy JFET Zasada
Bardziej szczegółowoDiody 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 szczegółowo3.4 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 szczegółowoRozmaite dziwne i specjalne
Rozmaite dziwne i specjalne dyskretne przyrządy półprzewodnikowe Ryszard J. Barczyński, 2009 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Bardziej szczegółowoDiody 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 szczegółowoBADANIE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO Z IZOLOWANĄ BRAMKĄ (IGBT)
Laboratorium Energoelektroniki BADANIE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO Z IZOLOWANĄ BRAMKĄ (IGBT) Prowadzący: dr inż. Stanisław Kalisiak dr inż. Marcin Hołub mgr inż. Michał Balcerak mgr inż. Tomasz Jakubowski
Bardziej szczegółowoZasada 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 szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA ENS1C300 022 BADANIE TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK 2013 1. CEL I ZAKRES
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA EKS1A300024 BADANIE TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK 2015 1. CEL I ZAKRES
Bardziej szczegółowoWykład V Złącze P-N 1
Wykład V Złącze PN 1 Złącze pn skokowe i liniowe N D N A N D N A p n p n zjonizowane akceptory + zjonizowane donory x + x Obszar zubożony Obszar zubożony skokowe liniowe 2 Złącze pn skokowe N D N A p n
Bardziej szczegółowoPółprzewodnikowe przyrządy mocy
Temat i plan wykładu Półprzewodnikowe przyrządy mocy 1. Wprowadzenie 2. Tranzystor jako łącznik 3. Charakterystyki prądowo-napięciowe 4. Charakterystyki dynamiczne 5. Definicja czasów przełączania 6. Straty
Bardziej szczegółowoRekapitulacja. 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 szczegółowoElementy elektroniczne Wykład 9: Elementy przełączające
Elementy elektroniczne Wykład 9: Elementy przełączające Tyrystory konwencjonalne - wprowadzenie A I A p 1 p 1 j 1 + G n 1 G n 1 j C - p 2 p 2 j 2 n 2 n 2 K I K SRC silicon controlled rectifier Tyrystory
Bardziej szczegółowoDiody 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 szczegółowoKatedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:
Podstawy Elektroniki Prowadzący: Prof. dr hab. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl Program: wykład - 15h laboratorium
Bardziej szczegółowoElektryczne własności ciał stałych
Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności elektryczne trzeba zdefiniować kilka wielkości Oporność właściwa (albo przewodność) ładunek [C] = 1/
Bardziej szczegółowo10. Tranzystory polowe (unipolarne FET)
PRZYPOMNIJ SOBIE! Elektronika: Co to jest półprzewodnik unipolarny (pod rozdz. 4.4). Co dzieje się z nośnikiem prądu w półprzewodniku (podrozdz. 4.4). 10. Tranzystory polowe (unipolarne FET) Tranzystory
Bardziej szczegółowoPrzewodność 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 szczegółowoĆwiczenie 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 szczegółowoWykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY
Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY Tranzystor Trójkoocówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolnośd wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu "transfer
Bardziej szczegółowoElektryczne 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 szczegółowoRepeta 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 szczegółowoZłącze 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 szczegółowoCiała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz
Ciała stałe Podstawowe własności ciał stałych Struktura ciał stałych Przewodnictwo elektryczne teoria Drudego Poziomy energetyczne w krysztale: struktura pasmowa Metale: poziom Fermiego, potencjał kontaktowy
Bardziej szczegółowoRozmaite dziwne i specjalne
Rozmaite dziwne i specjalne dyskretne przyrządy półprzewodnikowe Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Bardziej szczegółowoWykład 7. Złącza półprzewodnikowe - przyrządy półprzewodnikowe
Wykład 7 Złącza półprzewodnikowe - przyrządy półprzewodnikowe Złącze p-n Złącze p-n Tworzy się złącze p-n E Złącze po utworzeniu Pole elektryczne na styku dwóch półprzewodników powoduje, że prąd łatwo
Bardziej szczegółowoPrawo 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 szczegółowoRównanie Shockley a. Potencjał wbudowany
Wykład VI Diody Równanie Shockley a Potencjał wbudowany 2 I-V i potencjał wbudowany Temperatura 77K a) Ge E g =0.7eV b) Si E g =1.14eV c) GaAs E g =1.5eV d) GaAsP E g =1.9eV qv 0 (0. 5 0. 7)E g 3 I-V i
Bardziej szczegółowoZłącze 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 szczegółowoKatedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:
Podstawy Elektroniki Prowadzący: Prof. dr hab. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl Program: wykład - 15h laboratorium
Bardziej szczegółowoSkończona 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 szczegółowoProwadzący: Prof. PŁ, dr hab. Zbigniew Lisik. Program: wykład - 15h laboratorium - 15h wizyta w laboratorium technologicznym - 4h
Prowadzący: Prof. PŁ, dr hab. Zbigniew Lisik Program: wykład - 15h laboratorium - 15h wizyta w laboratorium technologicznym - 4h Materiały półprzewodnikowe Metal Półprzewodnik Izolator T T T Materiały
Bardziej szczegółowoPółprzewodniki 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 szczegółowoĆwiczenie 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 szczegółowoBadanie 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!!!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 szczegółowoELEKTRONIKA ELM001551W
ELEKTRONIKA ELM001551W W4 Unoszenie Dyfuzja 2 Półprzewodnik w stanie nierównowagi termodynamicznej np n 2 i n = n0 + n' p = p0 + p ' Półprzewodnik w stanie nierównowagi termodynamicznej Generacja i rekombinacja
Bardziej szczegółowoPrzewodnictwo 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 szczegółowo1. 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 szczegółowoTranzystory polowe. Klasyfikacja tranzystorów polowych
Tranzystory polowe Wiadomości podstawowe Tranzystory polowe w skrócie FET (Field Effect Transistor), są równieŝ nazywane unipolarnymi. Działanie tych tranzystorów polega na sterowanym transporcie jednego
Bardziej szczegółowoElementy i Układy Sterowania Mocą
Elementy i Układy Sterowania Mocą Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 15 godz. laboratorium 15 godz. Materiały
Bardziej szczegółowoELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH
Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH 3. Przegląd właściwości łączników mocy 3.7 Nietypowe i rzadko stosowane łączniki mocy/ Kierunki rozwoju i specyfika aplikacji
Bardziej szczegółowoTranzystory. 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne. unipolarne. bipolarny
POLTEHNKA AŁOSTOKA Tranzystory WYDZAŁ ELEKTYZNY 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne bipolarny unipolarne Trójkońcówkowy (czterokońcówkowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORATORIUM LKTRONIKI Ćwiczenie Parametry statyczne tranzystorów bipolarnych el ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów bipolarnych oraz metod identyfikacji
Bardziej szczegółowoPrzyrządy półprzewodnikowe część 3
Przyrządy półprzewodnikowe część 3 Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 110 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 30 godz. laboratorium 30 godz WEEIiA
Bardziej szczegółowoIA. 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 szczegółowo5. Tranzystor bipolarny
5. Tranzystor bipolarny Tranzystor jest to trójkońcówkowy element półprzewodnikowy zdolny do wzmacniania sygnałów prądu stałego i zmiennego. Każdy tranzystor jest zatem wzmacniaczem. Definicja wzmacniacza:
Bardziej szczegółowoSkalowanie układów scalonych Click to edit Master title style
Skalowanie układów scalonych Charakterystyczne parametry Technologia mikroelektroniczna najmniejszy realizowalny rozmiar (ang. feature size), liczba bramek (układów) na jednej płytce, wydzielana moc, maksymalna
Bardziej szczegółowoTranzystory polowe MIS
Kraków, 20.06.2009 r. Tranzystory polowe MIS Tomasz Noga Fizyka Ciała Stałego Rok IV Streszczenie Tranzystory MIS (ang. Metal-Insulator-Semiconductor) należą do rodziny tranzystorów polowych z izolowaną
Bardziej szczegółowoKatedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 2 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów bipolarnych oraz metod identyfikacji parametrów odpowiadających im modeli małosygnałowych, poznanie metod
Bardziej szczegółowoTECHNOLOGIA WYKONANIA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWOD- NIKOWYCH WYK. 16 SMK Na pdstw.: W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone,
TECHNOLOGIA WYKONANIA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWOD- NIKOWYCH WYK. 16 SMK Na pdstw.: W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone, 1. Technologia wykonania złącza p-n W rzeczywistych złączach
Bardziej szczegółowo