ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA"

Transkrypt

1 Dr inż. Andrzej Skoczeń KOiDC, WFiIS, AGH Rok akademicki 2018/2019 ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Wyk maj 2019 Dozymetry neutronowe diodowe Tryby pracy mosimetru Pomiar napięcia progowego Mosimetry i układy pomiarowe Minimalna wykrywalna dawka dla mosimetrów Kraków, Medycynie, stopień II, semestr 1,

2 Charakterystyka I-V diody I ΔV F Dozymetria aktywna V Δ I L Dozymetria pasywna Uszkodzenia strukturalne Dozymetry neutronowe 2

3 Dioda PIN - ST Microelectronics (Italy) Materiał: Krzem, ρ=1 15 kω cm; orientacja krystalogtaficzna <100> i <111> Rozmiar: grubość 300 μm; powierzchnia aktywna 5 5 mm 2 ; całkowita 7 7 mm 2 ; Podczas pomiaru: polaryzacja zerowa czyli anoda i katoda są uziemione Sposób odczytu: Pomiar prądu upływu I L między katodą a anodą przy stałej polaryzacji zaporowej U R dla pełnego zubożenia. Elektroda pierścienia ochronnego powinna być na tym samym potencjale co katoda. W zależności od początkowej rezystywności materiału, zwykle U R =100V. U R I L 3

4 prąd upływu [A] Prąd upływu krzemowej diody Krzywa kalibracji detektora p-i-n o grubości 307μm i o powierzchni aktywnej 0,25 cm 2, wokół, którego zastosowano pierścień ochronny. W procedurze pomiarowej zastosowano aniling w 80 o C przez 4 min. 1-MeV Φ zakres: cm cm -2 (1MeV eq ) Typowa czułość na neutrony: α= A/cm Zakres prądu upływu: < na (nie naświetlony) 150 μa (przy fluencji cm -2 ) 4

5 Złącze p-n Złącze w równowadze termodynamicznej p p n p p N -e p A 2 i n N A x=-x p N D x=0 x=x n x W + -N A n p n n N n N D 2 i D n ev bi -e n E C E F E i E V x Dla elektronów: e n j n 0 j 0 n( ) ed n n Dla modelu jednowymiarowego: e V bi n d n dx n d n p d n Przestrzenna gęstość ładunku stałego nie skompensowanych jonów atomów domieszek. e p p n T n T n n p dn T dx dn dn n Napięcie dyfuzyjne (wbudowane built-in): T ln 0 n n 5 n p

6 Równanie diody idealnej Schockleya Suma gęstości prądów dziurowego i elektronowego w każdym przekroju diody (dla każdego x) jest taka sama (połączenie szeregowe): j j p n ( x n ( x n edp pn0 ev ) exp( ) 1 L kt p edn pp0 ev ) jn( xp) exp( ) 1 L kt n j j p ( xn) jn( xn) Ponieważ założyliśmy, że w warstwie zubożonej nie ma rekombinacji. I ev I exp( ) 1 s kt I s L D Dp p Ae Lp n0 D n n L n p0 Gdzie: I s - prąd nasycenia złącza, A pole powierzchni przekroju złącza. 6

7 I Równanie diody rzeczywistej Dla polaryzacji w kierunku przewodzenia trzeba uwzględnić prąd rekombinacji: U szybkość rekombinacji: U τ r 1 σv 2 th 1 σv N th Ae p t N n t n0 i ev exp 2kT D p p n p0 ni 2τ r D n n ev exp 2kT exp ev kt I I rec rec A W 0 eudx eawn 2 τ r efektywny rekombinacyjny czas życia σ przekrój czynny na wychwyt ruchomego nośnika ładunku r eawn 2 r i ev exp 2kT i exp ev 2kT η=1 czysta dyfuzja η=2 czysta rekombinacja I ev exp kt η - Współczynnik idealności diody 7

8 metal Krzemowa dioda przewodząca W diodzie p-i-n o szerokości zubożenia W spolaryzowanej w kierunku przewodzenia, dziury są wstrzykiwane od strony kontaktu p + -i, a elektrony od strony kontaktu i -n +. Napięcie na diodzie jest sumą spadku napięcia na dwóch złączach V Fj i na obszarze samoistnym (bazie) V Fb : V F = V Fb + V Fj Złącze p + -i Złącze n + -i Krzem typu π lub ν Wysokiej rezystywności baza p + n + metal N A N b N D Niski poziom wstrzykiwania: n p I Fj Y Jak dla złącza p-n z rekombinacją n i a W evfj exp 2kT W Wysoki poziom wstrzykiwania: n p n I Fj c ev exp kt i Fj Brak zależności od τ i N b Podstawowy tryb pracy diody p-i-n w dozymetrze 8

9 9 Czułość dozymetru d d d dv d dv S F F K d d d K d K ln exp T F F T F T F F d dv D X I V V D X I T F F T F T F F d dv W Y I V V W Y I 2 ln 2 2 exp Przypadek idealny Przypadek G-R W K Z K Z d dv S F V F = V Fb + V Fj 2 1 T Z T Z 1 2

10 dvf S K d Czułość dozymetru Przypadek napięcia bazy V Fb niezależnego od prądu I F : (niski poziom wstrzykiwania) W 2 L W f K L W 2 f 1 W L Swartz, Thurston, 1966 Przypadek napięcia bazy V Fb zależnego od pierwiastka prądu I F : (wysoki poziom wstrzykiwania) S dvf d K 3 2 W g L K W 3 g 1 W L 10

11 I F = 25mA Krzemowa dioda przewodząca V Z Układ dozymetru aktywnego neutronowego Przebieg odpowiedzi napięciowej I F =25mA V F Do wzmacniacza i ADC V F t F =100ms Prametry impulsu prądowego należy dobrać tak aby uniknąć grzania się diody z dwóch powodów: występowanie anilingu, zmiany napięcia wbudowanego diody. Nie ma sposobu na rozróżnienie zmian wywołanych promieniowaniem i temperturą. Dwa zjawiska temperaturowe: Dodatni współczynnik temperaturowy rezystancji krzemu samoistnego, Ujemny współczynnik temperaturowy złącza p-n. 11

12 Krzemowa dioda przewodząca Wykładniczy przebieg wynikający z modulacji przewodności. Rezystancja diody spada gdy gęstość nośników ładunku wzrasta. Czas potrzebny na osiągnięcie stanu ustalonego zależy od geometrii diody i rezystywności krzemu samoistnego. Wartość stanu ustalonego podstawowa odpowiedź dozymetru. Po wyłączeniu prądu napięcie spada w sposób nagły do napięcia na złączach elementu. Nachylenie dalszego zaniku napięcia jest związane z czasem życia nośników w krysztale. Dlatego także może być użyte jako wielkość odczytowa. 12

13 Krzemowa dioda przewodząca Zalety: prosty odczyt; duża rozdzielczość przestrzenna; szeroki zakres odpowiedzi; zmienna czułość; odpowiedź niezależna od kierunku przestrzennego elementu; niezależność od mocy dawki; mały rozrzut odpowiedzi w grupie diod. Rozrzut czułości można dodatkowo zmniejszyć poprzez wstępne naświetlenie fluencją cm 2 neutronów i krótki wysokotemeperaturowy aniling. diodę można używać wielokrotnie; możlwość anilingu prądowego bez wyjmowania elementu z dozymetru; mechanizm odpowiedzi jest taki sam jak mechanizm uszkodzeń strukturalnych elementów elektronicznych. 13

14 Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Czułość widmowa: S λ = 0,62 A/W dla λ=850 nm Prąd ciemny: I R =2nA (max. 30nA) dla V R =10V BPW-34F Osłonięta przed promieniowaniem widzialnym Czułość widmowa: S λ = 0,65 A/W dla λ=880 nm Prąd ciemny: I R =2nA (max. 30nA) dla V R =10V 14

15 Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Profil domieszkowania wyekstrachowany z pomiarów pojemnościowych nienaświetlonej diody. ρ kΩ cm eμ N n eff 15

16 Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Charakterystyki prądowo-napięciowe po napromieniowaniu protonami 23GeV. Krzywe zmierzono w sposób dynamiczny stosując impuls prądowy o czasie trwania 100ms. 16

17 Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Materiał: krzem typu n o rezystywności ρ=2.5 kω cm; Rozmiar: długość bazy d 210 μm i przekrój poprzeczny 2.65 mm 2 ; Podczas naświetlania: polaryzacja zerowa czyli anoda i katoda są uziemione; Sposób odczytu: pomiar napięcia przewodzenia V F między katodą a anodą przy użyciu impulsu prądowego o wartości I F = 1mA i czasie trwania t F =100ms. I F V F BPW-34F 17

18 Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Czułość możemy podawać jako: Fluencja Φ powodująca zmianę napięcia przewodzenia o ΔV F =1mV lub Zmiana napięcia przewodzenia ΔV F przypadająca na jednostkową fluencję Φ=10 9 cm MeV Φ zakres: cm -2 (1MeV eq ) Typowa czułość na neutrony: cm -2 / mv cm -2 / mv; V F mv 0, , cm 18

19 Dioda specjalizowana dla dozymetrii Komercyjna fotodioda Producent Czułość na neutrony Zakres fluencji CMRP, Australia BPW34, OSRAM 5.9 mv/10 9 cm -2 ±13 %; cm mv/10 9 cm -2 ±20 %; cm -2 19

20 Dwa tryby pracy mosimetru Z polaryzacją - aktywny Pole w izolatorze SiO 2 przyspiesza usuwanie elektronów i obniża rekombinacyjną utratę dziur. Rozwój warstwy złapanych dziur następuje w pobliżu krzemu i dlatego osłabia pole w pozostałej części izolatora prowadząc do utraty liniowości przy większych dawkach (nasycenie). Q ot e g t 2 ox Prawdopodobieństwo uniknięcia rekombinacji P nr ( E ox,e ) P ( Prawdopodobieństwo pułapkowania, proces ) D Bez polaryzacji - pasywny Obniżone prawdopodobieństwo uniknięcia rekombinacji prowadzi do obniżenia efektywności pułapkowania dziur. Razem prowadzi to do mniejszej czułości ale za to bardziej liniowej zależnośći odpowiedzi od dawki. Korzystny przy dużych dawkach i umożliwia pracę bez obwodu polaryzacji. t E ox E ox E Pole elektryczne w tlenku bramki Energia promieniowania 20

21 Bramka Dren Typu p polikrzem SiO 2 Kanał inwersyjny typu p Mosimetria Generacja par elektron-dziura w dwutlenku krzemu przez promieniowanie jonizujące Pułapkowanie dziur w pobliżu t ox Si warstwa zubożona Źródło Typu p interfejsu SiO 2 -Si Przesunięcie charakterystyki I-V prowadzące do zmiany napięcia progowego w warunkach stałego prądu kanału tranzystora Si podłoże typu n Tryb pasywny: ΔV th ~ D 0.4 t ox 2 Tryb aktywny: ΔV th ~ 0.04 D t ox2 f Tryb aktywny tzn. z dodatnią polaryzacją na bramce w czasie naświetlania. f część wygenerowanych dziur, która uniknęła rekombinacji 21

22 Tryb aktywny (z polaryzacją): ΔV th =0,04 D f t ox 2 Spolaryzowany tranzystor o tlenku wytworzonym w procesie termicznego utleniania wykazuje obydwa efekty Q ot i Q it. Tryb pasywny (bez polaryzacji): ΔV th =0,0022 D 0,4 t ox 2 Tranzystor nie spolaryzowany nie wykazuje zmiany nachylenia podprogowego czyli dominuje efekt ładunku Q ot. Spolaryzowany tranzystor o tlenku wytworzonym w procesie termicznego utleniania połączonym z procesem depozycji SiO 2 wykazuje tylko efekty Q ot. aktywny Sposób odczytu pasywny 22

23 Skala logarytmiczna Tryb pomiaru mosimetru Podprogowy widok charakterystyki prądowo-napięciowej PMOS-a 23

24 CC Pomiar napięcia progowego Constatnt Current Arbitralny wybór prądu progowego I Dth w zakresie od 10pA do 1µA; odczytanie wartości napięcia na zmierzonej krzywej I D (V GS ) podprogowej (logarytmiczna skala prądu) QCC Quasi-Constatnt Current Prąd progowy jest obliczany z analitycznego modelu słabej inwersji (podprogiem) MP Match-Point Odchyłka między aproksymacją ch-ki podprogowej a ch-ką wynosi 5% ELR Linear Extrapolation Ekstrapolacja zmierzonej zależności I D (V GS ) w zakresie pracy liniowej V DS << V DSsat ESR Quadratic Extrapolation TC SD TD CsrTR NMID NRH TCR RH Transconduction Change Second Derivative Third Derivative Current-to-square-root-ofthe-Transconductance Ratio Transition method Normalized Mutual Integral Difference Normalized Reciprocal H function Transconductance-to- Current-Ratio Reciprocal H function Ekstrapolacja zmierzonej zależności pierwiastka I D od V GS w zakresie nasycenia V DS V DSsat Poszukiwanie maksimum pochodnej zmierzonej zależności transkonduktancji g m od napięcia V GS. Stosowana w nasyceniu i liniowości. Poszukiwanie maksimum trzecie pochodnej zależności I D (V GS ) w zakresie pracy liniowej V DS << V DSsat Opiera się na własnościach całkowej funkcji różnicowej (integral difference function) D(V G, I D ) Także oparta na funkcji D(V G, I D ) Wykorzystuje funkcję H(V G, I D ) wprowadzona do badań napięcia progowego cienkich amorficznych tranzystorów MOS Ortiz-Conde,

25 Pomiar napięcia progowego Metoda prądu stałego CC (Constatnt Current) 25

26 Pomiar napięcia progowego Metoda punktu dopasowania MP (Match-Point) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której pomiary odchylają się od prostej aproksymującej prąd podprogowy (na wykresie pół-logarytmicznym) o 5%. 26

27 Pomiar napięcia progowego Metoda Liniowej Ekstrapolacji ELR (Extrapolation in the Linear Region) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której liniowa ekstrapolacja krzywej I D V G poprowadzona w jej punkcie przegięcia (maksimum pierwszej pochodnej czyli maksymalna transkonduktancja) przecina oś napięcia V G. 27

28 Pomiar napięcia progowego Metoda Kwadratowej Ekstrapolacji ESR (Extrapolation in the Saturation Region) 28

29 Pomiar napięcia progowego Metoda drugiej pochodnej SD (Second-derivative method) albo Metoda zmian transkonduktancji TC (Transconduction Change) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której pochodna transkonduktancji jest maksymalna. dg dv m G d I dv 2 D 2 G W obszarze liniowym V DS << V DSsat 29

30 Pomiar napięcia progowego Metoda drugiej pochodnej SD (Second-derivative method) albo Metoda zmian transkonduktancji TC (Transconduction Change) W nasyceniu V DS V DSsat 30

31 Pomiar napięcia progowego Metoda trzeciej pochodnej TD (Third-derivative) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której trzecia pochodna prądu drenu jest maksymalna. Niezgodna z metodą TC(SD). W nasyceniu nie daję się zastosować z powodu dużych szumów. 31

32 Pomiar napięcia progowego Metoda stosunku prądu do pierwiastka transkonduktancji CsrTR (Current-to-square-root-of-the-Transconductance Ratio) Opracowana dla uniknięcia wpływu degradacji ruchliwości i szeregowej rezystancji na wartość V th. W obszarze liniowym V DS << V DSsat 32

33 Pomiar napięcia progowego Metoda stosunku prądu do pierwiastka transkonduktancji CsrTR (Current-to-square-root-of-the-Transconductance Ratio) Opracowana dla uniknięcia wpływu degradacji ruchliwości i szeregowej rezystancji na wartość V th. W nasyceniu V DS V DSsat 33

34 Pomiar napięcia progowego A. Ortiz-Conde,

35 Tryb pomiaru mosimetru I D β 2 (V GS V th ) 2 V DSsat V DS V V GS DSsat V th I D0 V DD Gdy tranzystor jest w połączeniu diodowym tzn. bramka jest zwarta z drenem to zpewniona jest praca w nasyceniu gdyż V GS = V DS : D V GS I D0 V GS ( V 2 V th GS V th 2I D ) 0 2 G GND S B Ta wartość V GS jest praktycznym parametrem dozymetrycznym. 35

36 MOS-imetr Holmes a-siedle a Holmes-Siedle 1970 V th Vth0[1 exp( )] ( ) ox g( f Q Q D ox, ) τμ - iloczyn czasu życia i ruchliwości elektronów w tlenku 36

37 MOSFET dozymetr Thomsona US Patent

38 On-chip dozymetr PMOSFET Buehler 1993 Czułość dawki: -2,6 mv/krad(si) tzn. 400 rad(si)/bit Przed naświetleniem V out =-1,5V Czułość temperaturowa: 63μV/ o C 38

39

40 Andrew Holmes-Siedle, REM 40

41 REM OXFORD Ltd. UK 41

42 REM OXFORD Ltd. UK 42

43 43

44 MOSkin dozymetria powierzchniowa Porównanie konstrukcji typowego MOSimetru i MOSkin a MOSimetr MOSkin 44

45 I D [ma] I D [ma] 3N163 komercyjny PMOSFET Siliconix Charakterystyka przejściowa Charakterystyka wyjściowa V GS [V] V DS [V] 45

46 3N163 komercyjny PMOSFET Siliconix 46

47 Mosimetr kaskadowy O Connell, 1996 I D0 V SS I D0 V SS I D ( V 2( 1 ) GS V th ) 2 V out 29V S D G 1,75V V out S Napięcie progowe V th zależy od polaryzacji podłoża B : B S D G 4,37V 2,35 V G D GND V th Vth0 V Dlatego napięcie wyjściowe nadliniowo zależy od liczby połączonych tranzystorów. Liczba tranzystorów, które można w ten sposób połączyć jest ograniczona napięciem lawinowego przebicia diody przy drenie. SB B B S G D S G D GND 7,95V 15V 47

48 Czułość [mv/cgy] Parametry pojedynczego tranzystora: N D = cm -3, t ox = 400 nm, V th = +1,5 V co wynika z implantacji 1, cm -3. Mosimetr kaskadowy O Connell, 1996 Czułość dozymetru kaskadowego: 80 mv/cgy dla 15 RADFET ów Wrażliwośc na temperaturę: 70 mv/ 0 C dla 15 RADFET ów przy prądzie 10µA 1 Konieczność polaryzacji w punkcie o minimlanej wrażliwości temperaturowej MTC 1 10 Liczba tranzystorów 100 Czułość osiągalna przy 40 tranzystorach jest około 220 razy większa niż dla jednego RADFET-a. 48

49 Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, 2011 Parametry RADFET ów Q1 i Q2: W1=1200µm, L1=50µm, t ox =1µm Parametry MOS ów Q3 i Q4: W2=20µm, L2=2400µm, t ox =0,1µm Naświetlanie Odczyt 49

50 Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, 2011 Parametry RADFET ów: W=4000µm, L=40µm, tox=1µm R1 = 1MΩ Czułość: 240 mv/cgy przy U bias =3,3V Odczyt Wrażliwość na temperaturę: 0,5mV/ o C Naświetlanie 50

51 ΔUout [mv] Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, mv/cgy przy Ubias=3,3V 0,5V/ o C ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Dose [cgy] 51

52 Zalety MOS-imetrów Bardzo małe rozmiary objętości czynnej dozymetrycznie (grubość jest mniejsza od 1μm) nieosiągalne za pomocą innych detektorów Podobieństwo do TLD polegające na tym, że na stałe przechowują informację o zakumulowanej dawce, a dodatkowo odczyt nie niszczy zapisanej informacji Niezależność od mocy dawki aż do 10 8 Gy/s Czułość może być dostrajana przez zmianę polaryzacji bramki podczas naświetlania co jest bardzo przydatne w wielu zastosowaniach w radioterapii Współczynnik temperaturowy może być zredukowany (nawet do zera) w sposób elektroniczny co jest nieosiągalne w przypadku dozymetrii diodowej 52

53 Powiększenie dawki Wewnętrzne: Zjawisko wynikające z obecności materiałów o wysokiej liczbie porządkowej Z w bezpośrednim sąsiedztwie tlenku bramki (czyli metalizacja bramki), w podłożu i innych elementach układu. Efekt ten spada przy wzroście grubości tlenku bramki. Dla typowego RadFET-a wpływ na odpowiedź jest mniejszy niż 10 % dla promieniowania X o energii 10 kev. Zewnętrzne: Zjawisko to jest spowodowane rozproszonymi elektronami powstałymi w oddziaływaniach promieniowania z materiałami o wysokim Z jak złoto, wolfram, nikiel-kobalt, które mogą być częścią obudowy. Podobnie dla dozymetrii neutronowej obecność materiałów o niskim Z (polyethylene i podobne polimery) może być bardzo istotna poprzez produkcję protonów odbitych. Zmierzono współczynniki wzrostu dawki od wartości 5-7 (neutrony) do wartości 20 (niskoenergetyczne fotony). Dlatego obudowy zastosowane do mosimetrów zależą od zastosowania, do którego dozymetr jest przeznaczony. 53

54 Minimalna wykrywalna dawka Zjawiska ograniczające minimalną wykrywalną dawkę: Annealing uwięzionego ładunku Neutralizacja uwięzionego w SiO 2 ładunku (anihilacja złapanych w pułapkach dziur) przez bezpośrednie tunelowanie elektronów z sąsiadującej warstwy krzemu. Szybko spada ze wzrostem grubości tlenku. Stany powierzchniowe Obserwuje się przyrost liczby stanów powierzchniowych nawet po zakończeniu naświetlania. Spowodowany tym przyrost napięcia progowego bywa nazywany odwróconym annealingiem. 54

55 Minimalna wykrywalna dawka Zjawiska ograniczające minimalną wykrywalną dawkę: Niestabilności związane z ładunkiem Q bt Napięcie progowe dryfuje w czasie w związku z istnieniem wolnych stanów w pobliżu granicy Si-SiO 2. Są one czułe na zmiany polaryzacji bramki i powodują zjawiska przejściowe w chwilach odczytu mosimetru. Początkowa szybkość dryfu jest mniejsza niż 1 mv na dekadę czasu pomiaru liczonego w sekundach i rośnie z grubością tlenku t ox. Ten dryf jest większy przy większych dawkach w związku z generacja stanów przygranicznych (border-trap). Wpływ temperatury Temperaturowa wrażliwość napięcia progowego V th rośnie ze wzrostem grubości tlenku t ox i zależy także od poziomu domieszkowania N D w warstwie krzemu. Stosuje się trzy podejścia eliminacji zjawisk temperaturowych: polaryzacja w czasie naświetlania prądem o zerowym dryfie temperaturowym, użycie dwóch mosimetrów o różnych polaryzacjach, odjęcie obliczonych poprawek w oparciu o współczynniki kalibracyjne. 55

56 Niestabilność temperaturowa Związana z temperaturową zależnością ruchliwości nośników ładunku. Metody kompensacji: Dobór prądu odczytu odpowiadającego punktowi termostabilnemu charakterystyki I D -V GS (Thomson, Polishchuk). Użycie złącza pn wewnętrznego w MOSFET-cie (przy drenie lub źródle) do bezpośredniego pomiaru temperatury w kanale tranzystora. Zastosowanie dwóch identycznych tranzystorów różnie spolaryzowanych. Odjęcie sygnałów z obu eliminuje zależność temperaturową (Thomson, Polishchuk). 56

57 I D Punkt termostabilny MOSFET-a 0 n ( Vout V 2 1 ( V C ox W L eff eff out th ) 2 V W th eff ) W μ 0n ruchliwość przy zerowym polu θ współczynnik spadku ruchliwości ze wzrostem pola V out W V GS L V eff DS L L 57

58 I Punkt termostabilny MOSFET-a D ( Vout V 2 1 ( V out Zależności od temperatury T i dawki D dla wielkości V th, β, θ: 0 T T 0 n th D D ) 2 V V n - współczynnik charakteryzujący temperaturową zależność ruchliwości th th ) V out V GS V Vth Vth0 ( T T0 ) T DS V D th D 0 ( T T0 ) T D D 58

59 Szum migotania Radiacyjny przyrost koncentracji stanów powierzchniowych n it zwiększa niskoczęstotliwościowy szum tranzystora obniżając dokładność odczytu dawki o około 5%. 59

60 Zalety MOS-imetrów Konkluzje z prezentacji A.Rosenfelda (UoW): Pomimo, że komory jonizacyjne pozostają złotym standardem w radioterapii to diody półprzewodnikowe i MOSkin są przyszłością dozymetrii in vivo, dozymetria za pomocą MOSFET-ów jest wyjątkową metodą w dozymetrii skóry i powierzchni, MOSkin jest nową techniką typu MOSFET odpowiednią do wielu zastosowań w radioterapii gdzie mierzona powinna być dawka na skórę, projektowanie diod i ich obudów jest bardzo ważne dla ich radiacyjnej odpowiedzi i stanowi niebanalny problem projektowy. 60

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA. Wyk. 4. Tranzystor MOS

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA. Wyk. 4. Tranzystor MOS Dr inż. Andrzej Skoczeń KOiDC, WFiIS, AGH Rok akademicki 016/017 ELEKTRONICZNA APARATURA Tranzystor MOS DOZYMETRYCZNA Wyk. 4 4 maj 017 Fizyka zmian napięcia progowego tranzystora MOS Upływ boczny w tranzystorze

Bardziej szczegółowo

TEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne

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

Bardziej szczegółowo

Materiały używane w elektronice

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

Bardziej szczegółowo

Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n

Repeta 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 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 i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 23 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

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

Elementy przełącznikowe

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

Bardziej szczegółowo

Wprowadzenie do techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki

Wprowadzenie do techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki Wprowadzenie do techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki Małgorzata Napieralska Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych tel. 26-55 mnapier@dmcs.p.lodz.pl Literatura W. Marciniak Przyrządy półprzewodnikowe

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

Ćwiczenie 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 szczegółowo

Budowa. Metoda wytwarzania

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

Bardziej szczegółowo

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Dr inż. Andrzej Skoczeń KOiDC, WFiIS, AGH Rok akademicki 2017/2018 ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Wyk. 5 8 czerwiec 2018 Rozwiązania układowe mosimetrów Efekt powiększenia dawki Minimalna wykrywalna

Bardziej szczegółowo

Równanie Shockley a. Potencjał wbudowany

Równanie 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 szczegółowo

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 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 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

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

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

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 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

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój:

Katedra 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 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

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

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

ELEKTRONIKA ELM001551W

ELEKTRONIKA 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 szczegółowo

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski Wzrost pseudomorficzny Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 naprężenie

Bardziej szczegółowo

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Zygmunt 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 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

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

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

Bardziej szczegółowo

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

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

Wykład IV. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe

Wykład 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 szczegółowo

Złożone struktury diod Schottky ego mocy

Złożone 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 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

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

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

(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 szczegółowo

Diody i tranzystory. - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy)

Diody i tranzystory. - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy) Diody i tranzystory - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy) bipolarne (NPN i PNP) i polowe (PNFET i MOSFET), Fototranzystory i IGBT (Insulated

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

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET

Wydział 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 szczegółowo

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

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

Bardziej szczegółowo

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

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

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

Bardziej szczegółowo

J14. Pomiar zasięgu, rozrzutu zasięgu i zdolności hamującej cząstek alfa w powietrzu PRZYGOTOWANIE

J14. Pomiar zasięgu, rozrzutu zasięgu i zdolności hamującej cząstek alfa w powietrzu PRZYGOTOWANIE J14 Pomiar zasięgu, rozrzutu zasięgu i zdolności hamującej cząstek alfa w powietrzu PRZYGOTOWANIE 1. Oddziaływanie ciężkich cząstek naładowanych z materią [1, 2] a) straty energii na jonizację (wzór Bethego-Blocha,

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

Przyrządy półprzewodnikowe część 2

Przyrządy półprzewodnikowe część 2 Przyrządy półprzewodnikowe część 2 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 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

Przewodność elektryczna półprzewodników

Przewodność elektryczna półprzewodników Przewodność elektryczna półprzewodników p koncentracja dziur n koncentracja elektronów Domieszkowanie półprzewodników donory i akceptory 1 Koncentracja nośników ładunku w półprzewodniku domieszkowanym

Bardziej szczegółowo

Wykład V Złącze P-N 1

Wykład 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 szczegółowo

Wykład VII Detektory I

Wykład VII Detektory I Wykład VII Detektory I Rodzaje detektorów Parametry detektorów Sygnał na wyjściu detektora zależy od długości fali (l), powierzchni światłoczułej (A) i częstości modulacji (f), polaryzacji (niech opisuje

Bardziej szczegółowo

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z własnościami warstwowych złącz półprzewodnikowych p-n. Wyznaczanie charakterystyk stałoprądowych

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

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne 1 Generacja optyczna swobodnych nośników Fotoprzewodnictwo σ=e(µ e n+µ h p) Fotodioda optyczna generacja par elektron-dziura pole elektryczne złącza rozdziela parę

Bardziej szczegółowo

Modelowanie elementów Wprowadzenie

Modelowanie elementów Wprowadzenie PUAV Wykład 2 Modelowanie elementów Wprowadzenie Modelowanie elementów Wprowadzenie Modelem elementu elektronicznego nazywamy ilościowy opis jego elektrycznych charakterystyk Modelowanie elementów Wprowadzenie

Bardziej szczegółowo

7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier)

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

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE 4 CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

ĆWICZENIE 4 CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO LAORATORIUM LKTRONIKI ĆWIZNI 4 HARAKTRYSTYKI STATYZN TRANZYSTORA IPOLARNGO K A T D R A S Y S T M Ó W M I K R O L K T R O N I Z N Y H 1. L ĆWIZNIA elem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi charakterystykami

Bardziej szczegółowo

ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH

ELEMENTY 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 szczegółowo

Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET

Przyrządy 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 szczegółowo

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFM DE-s Punkty ECTS: 2. Kierunek: Fizyka Medyczna Specjalność: Dozymetria i elektronika w medycynie

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFM DE-s Punkty ECTS: 2. Kierunek: Fizyka Medyczna Specjalność: Dozymetria i elektronika w medycynie Nazwa modułu: Elektroniczna aparatura dozymetryczna Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFM-2-107-DE-s Punkty ECTS: 2 Wydział: Fizyki i Informatyki Stosowanej Kierunek: Fizyka Medyczna Specjalność: Dozymetria

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

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Tranzystory 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 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

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA

ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Dr inż. Andrzej Skoczeń KOiDC, WFiIS, AGH Rok akademicki 2018/2019 ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Wyk. 3 24 maj 2019 Dokończenie o jonizacyjnych uszkodzeniach radiacyjnych Radiacyjne uszkodzenia

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 17 Temat: Własności tranzystora JFET i MOSFET. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie 17 Temat: Własności tranzystora JFET i MOSFET. Cel ćwiczenia Ćwiczenie 17 Temat: Własności tranzystora JFET i MOSFET. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zasady pracy tranzystora JFET. Pomiar charakterystyk tranzystora JFET. Czytanie schematów elektronicznych. Przestrzeganie

Bardziej szczegółowo

Optyczne elementy aktywne

Optyczne elementy aktywne Optyczne elementy aktywne Źródła optyczne Diody elektroluminescencyjne Diody laserowe Odbiorniki optyczne Fotodioda PIN Fotodioda APD Generowanie światła kontakt metalowy typ n GaAs podłoże typ n typ n

Bardziej szczegółowo

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 Temat: Badanie własności przełączających diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest poznanie własności przełączających złącza p - n oraz wybranych

Bardziej szczegółowo

Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy

Właściwości 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 szczegółowo

Przyrządy półprzewodnikowe część 4

Przyrządy półprzewodnikowe część 4 Przyrządy półprzewodnikowe część 4 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 szczegółowo

TRANZYSTORY MOCY. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami.

TRANZYSTORY 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 szczegółowo

Repeta z wykładu nr 10. Detekcja światła. Kondensator MOS. Plan na dzisiaj. fotopowielacz, część 2 MCP (detektor wielokanałowy) streak camera

Repeta z wykładu nr 10. Detekcja światła. Kondensator MOS. Plan na dzisiaj. fotopowielacz, część 2 MCP (detektor wielokanałowy) streak camera Repeta z wykładu nr 10 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 fotopowielacz,

Bardziej szczegółowo

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne 1 Generacja optyczna swobodnych nośników Fotoprzewodnictwo σ=e(µ e n+µ h p) Fotodioda optyczna generacja par elektron-dziura pole elektryczne złącza rozdziela parę

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów Spis treści Ćwiczenie - 3 Parametry i charakterystyki tranzystorów 1 Cel ćwiczenia 1 2 Podstawy teoretyczne 2 2.1 Tranzystor bipolarny................................. 2 2.1.1 Charakterystyki statyczne

Bardziej szczegółowo

ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE

ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE, WEWNETRZNE I ICH RÓŻNE ZASTOSOWANIA ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Światło padając na powierzchnię materiału wybija z niej elektron 1 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE

Bardziej szczegółowo

6. TRANZYSTORY UNIPOLARNE

6. 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 szczegółowo

IV. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego

IV. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego 1 V. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego Cel ćwiczenia: 1.Zbadanie zależności fotoprądu zwarcia i fotonapięcia zwarcia od natężenia oświetlenia. 2. Wyznaczenie sprawności energetycznej baterii słonecznej.

Bardziej szczegółowo

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Tranzystory 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 szczegółowo

Rys. 1. Oznaczenia tranzystorów bipolarnych pnp oraz npn

Rys. 1. Oznaczenia tranzystorów bipolarnych pnp oraz npn Ćwiczenie 4. harakterystyki statyczne tranzystora bipolarnego 1. L ĆWIZNI elem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi charakterystykami statycznymi oraz z najwaŝniejszymi parametrami i modelami tranzystora

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

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

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

Natężenie prądu elektrycznego

Natężenie prądu elektrycznego Natężenie prądu elektrycznego Wymuszenie w przewodniku różnicy potencjałów powoduje przepływ ładunków elektrycznych. Powszechnie przyjmuje się, że przepływający prąd ma taki sam kierunek jak przepływ ładunków

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

Ciała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz

Ciała 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 szczegółowo

Tranzystory polowe. Podział. Tranzystor PNFET (JFET) Kanał N. Kanał P. Drain. Gate. Gate. Source. Tranzystor polowy (FET) Z izolowaną bramką (IGFET)

Tranzystory polowe. Podział. Tranzystor PNFET (JFET) Kanał N. Kanał P. Drain. Gate. Gate. Source. Tranzystor polowy (FET) Z izolowaną bramką (IGFET) Tranzystory polowe Podział Tranzystor polowy (FET) Złączowy (JFET) Z izolowaną bramką (IFET) ze złączem ms (MFET) ze złączem PN (PNFET) Typu MO (MOFET, HEXFET) cienkowarstwowy (TFT) z kanałem zuobożanym

Bardziej szczegółowo

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2 Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2 Temat: Wpływ temperatury na charakterystyki i parametry statyczne diod Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest poznanie wpływu temperatury na charakterystyki i

Bardziej szczegółowo

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

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

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie 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 szczegółowo

Elementy elektroniczne Wykłady 7: Tranzystory polowe

Elementy elektroniczne Wykłady 7: Tranzystory polowe Elementy elektroniczne Wykłady 7: Tranzystory polowe Podział Tranzystor polowy (FET) Złączowy (JFET) Z izolowaną bramką (GFET) ze złączem m-s (MFET) ze złączem PN (PNFET) Typu MO (MOFET, HEXFET) cienkowarstwowy

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

UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja

UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2 Elektroluminescencja SZCZECIN 2002 WSTĘP Mianem elektroluminescencji określamy zjawisko emisji spontanicznej

Bardziej szczegółowo

5. Tranzystor bipolarny

5. 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 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

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

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

Opisy efektów kształcenia dla modułu

Opisy efektów kształcenia dla modułu Karta modułu - Elektroniczna aparatura dozymetryczna 1 / 6 Nazwa modułu: Elektroniczna aparatura dozymetryczna Rocznik: 2012/2013 Kod: JFM-2-107-s Punkty ECTS: 2 Wydział: Fizyki i Informatyki Stosowanej

Bardziej szczegółowo

Wykład 7. Złącza półprzewodnikowe - przyrządy półprzewodnikowe

Wykład 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 szczegółowo

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody) A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody) Jacek Grela, Radosław Strzałka 17 maja 9 1 Wstęp Poniżej zamieszczamy podstawowe wzory i definicje, których używaliśmy w obliczeniach: 1. Charakterystyka

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

Tranzystory bipolarne w układach CMOS

Tranzystory bipolarne w układach CMOS PUAV Wykład 4 Tranzystory bipolarne w układach CMOS Tranzystor nmos Tranzystor pmos M1 (Al) M2 (Al) M1 (Al) M1 (Al) Tlenek polowy S Bramka poli typu n Tlenek bramkowy D Tlenek polowy Podłoże typu p D Bramka

Bardziej szczegółowo

TRANZYSTORY MIS WYKŁAD 14 SMK Na pdstw. W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone

TRANZYSTORY MIS WYKŁAD 14 SMK Na pdstw. W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone TRANZYSTORY MIS WYKŁA 14 SMK Na pdstw. W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone 1. Tranzystory MIS Należą do rodziny tranzystorów z izolowaną bramką (IGFET), w których przewodność

Bardziej szczegółowo

Źródła i zwierciadła prądowe

Źródła i zwierciadła prądowe PUAV Wykład 6 Źródła i zwierciadła prądowe Źródła i zwierciadła prądowe Źródło prądowe: element lub układ, który wymusza w jakiejś gałęzi prąd o określonej wartości Źródła i zwierciadła prądowe Źródło

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

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

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