KOLOS 1. 1. Własności półprzewodników. Złącze PN. 2. Rodzaje, własności i zastosowania diody półprzewodnikowej.

 
 ////////////////////  CZESC 1 ////////////////////

Podział substancji ze wzgl. na zdolność przewodzenia: 

 a) izolatory (szkło, papier);    
b) półprzewodniki;    
c) przewodniki (metale). 

Izolator elektr. (dielektryk) – materiał najsłabiej przewodzący prąd elektr. Może to wynikać z niskiej koncentracji ładunków swobodnych (duze przerwy energetyczne) i/lub ich niewielkiej ruchliwości.  
Sieć krystaliczna – uporządkowanie atomów w postaci regularnej sieci o periodycznie powtarzalnych w przestrzeni komórkach. 

Materiały bezpostaciowe – materiały amorficzne charakteryzuje brak powtarzalnej struktury atomów. Są one najtańsze i jednocześnie mają najgorsze parametry. 

Materały krystaliczne dzielimy na: 
a) monokrystaliczne – atomy tworzą sieć wystepującą w całej objętości materiału. Są najdroższe, ale mają najlepsze parametry (np tranzystory MOSFET). 
b) polikrystaliczne – mają lokalne periodyczne uporządkowania budowy (składają się z wielu monokryształów zwanych ziarnem). Są stosunkowo tanie i tworzy się z nich np. ekrany LCD.  

Półprzewodnik – substancja krystaliczna, której przewodnictwo może być zmienione w szerokim zakresie poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlanie. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków. 
Półprzewodniki dzielimy na: 
a) samoistne – składają się z idealnie czystego materiału bez zanieczyszczeń, skupienie wolnych elektronów jest identyczne jak koncentracja dziur. W temp. 0 K w paśmie przewodnictwa nie ma elektronów, natomiast w wyższych ma miejsce generacjea par elektron-dziura. Najczęściej sosowanymi materiałami są german (Ge), krzem (Si), arsenek galu (GaAs), czy fosforek indu (InP). 
b) domieszkowe – uzyskiwane w procesie domieszkiwania. Polega on na ingerencji w strukturę krysztau poprzez wprowadzenie i aktywowanie atomów domieszek. Wprowadzenie domieszki dającej nadmiar elektronów powoduje powstanie półprzewodnika typu n, natomiast w przypadku domieszki dającej niedobór elektronów mówim o półprzewodniku typu p. 

Złącze p-n – złącze dwóch półprzew. W obszarze typu n nośnikami są elektrony o ładunku ujemnym, a w obszarze typu p nośnikami są dziury o ładunku dodatnim.  

Złącze m-s – złącze typu metal-pólprzew. Powstałe poprzez pokrycie metalem płytki z półprzew. Złącza m-s mają mieć charakter: 
- omowy (opornościowy)  
- prostujący (didoy Schottky’ego).  

Podstawowe elementy półprzew.: 
 a) diody półprzew; 
 b) tranzystory bipolarne; 
 c) unipolarne; 
 d) tyrystory. 



////////////////////  CZESC 2 ////////////////////

Dioda półprzew. – wykonana z dwóch warstw półprzew, tworzących złącze p-n lub z połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem (dioda Schottky’ego). Jest elementem dwukońcowym – końcówka dołączona do obszaru n to katoda, a do obszaru p to anoda. Prąd płynie tylko od anody do katody. Diody te to elementy nieliniowe ponieważ występujące w nich napięcie wzrasta proporcjonalnie do logarytmu płynącego przez nie prądu. 
 

Dioda, złacze PN

Typy diod:  
a) uniwersalna; 
b) germanowa; 
c) Schottky’ego;
d) Zenera (stosowana w układach stabilizacji napięcia i prądu); e) pojemnościowa (warikap);  
f) tunelowa (ma odcinek charakter. o ujemnej rezystancji); 
g) Gunna (mikrofalowa);  
h) LED;  
i) fotodioda. 

Zastosowanie diody:  
a) jako elementu prostującego:  
1) prostownik jednopołówkowy; 
2) prostownik dwupołówkowy z mostkiem Grezta; 
3) prostownik dwupowłokowy transformatorowy;  

b) diody Zenera w układach stabilizujących napięcie: 
1) tranzystorowy układ stabilizujący napięcie; 

 c) diody tunelowe w generatorach; 

d) inne zastosowania: 
1) zabezpieczenie indukcyjności;
2) ogranicznik napięcia; 
3) powielacz napięcia.