1 Półprzewodniki i urządzenia półprzewodnikowe Elżbieta Podgórska Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Gr 3, rok 4 www.agh.edu.pl 05.05.2016

2 Układ prezentacji 1.Co to jest półprzewodnik? 2.Podział półprzewodników 3.Wykorzystanie www.agh.edu.pl

3 Definicja www.agh.edu.pl Półprzewodniki – stanowi je obszerna grupa materiałów, które ze względu na swoje przewodnictwo sytuują się między przewodnikami i dielektrykami. To przewodnictwo może być zmieniane w szerokim zakresie np. od 10 -8 do 10 6 S/cm

4 Porównanie układu pasm i przerw energetycznych www.agh.edu.pl

5 Elektrony swobodne i dziury pasmo przewodnictwa pasmo walencyjne www.agh.edu.pl

6 Podział półprzewodników www.agh.edu.pl

7 Półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. www.agh.edu.pl SAMOISTNE

8 www.agh.edu.pl DOMIESZKOWE – typu n uzyskuje się przez dodanie w procesie wzrostu kryształu krzemu domieszki pierwiastka pięciowartościowego (np. antymonu, fosforu). Niektóre atomy krzemu zostaną zastąpione w sieci krystalicznej atomami domieszki, zwanymi donorami.

9 pasmo przewodnictwa pasmo walencyjne DOMIESZKOWE – typu n c.d. www.agh.edu.pl

10 DOMIESZKOWE – typu p uzyskuje się przez zastąpienie niektórych atomów krzemu atomami pierwiastków trójwartościowych (np. glinu, galu). Dzięki takiemu działaniu niektóre atomy krzemu zostaną zastąpione w sieci krystalicznej atomami domieszki, zwanymi akceptorami.

11 pasmo przewodnictwa pasmo walencyjne DOMIESZKOWE – typu p c.d. www.agh.edu.pl

12 Urządzenia półprzewodnikowe Diody (prostownicza, Zenera, pojemnościowa, Schottky'ego, tunelowa, LED, fotodioda półprzewodnikowa) Tranzystory (tranzystor bipolarny, tranzystor unipolarny – polowy, fototranzystor) Lasery półprzewodnikowe Hallotron Termistor

13 DIODY Dioda – dwuzaciskowy (dwuelektrodowy) element elektroniczny, który przewodzi prąd elektryczny w sposób niesymetryczny, to jest bardziej w jednym kierunku niż w przeciwnym. www.agh.edu.pl

14 LASERY PÓŁPRZEWODNIKOWE Laser półprzewodnikowy – laser oparty na półprzewodniku, rodzaj diody luminescencyjnej o dużej wydajności (nośniki ładunku - dziury i elektrony - zostają wstrzyknięte w obszar złącza, rekombinują wysyłając promieniowanie rezonowane optycznie przez wypolerowany kryształ). www.agh.edu.pl

15 TRANZYSTORY Tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektro- dowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektry- cznego. www.agh.edu.pl

16 HALLOTRON & TERMISTOR Hallotron - to inaczej czujnik pola magnetycznego wykorzystujący efekt Halla. Ten efekt polega w skrócie na występowaniu różnicy potencjałów w przewodniku znajdującym się w polu magnetycznym. Termistor - typ opornika, którego opór znacznie zależy od temperatury, tzn. w dużo większym stopniu niż w przypadku standardowych oporników. www.agh.edu.pl

17 [1] Halliday, Resnick, Walker - Podstawy Fizyki tom 5 [2] https://pl.wikipedia.org/wiki/Półprzewodniki [3] http://www.if.pw.edu.pl/~pietnoczka/Wyk%B3ad4_P%F3%B3 przewodniki.pdf [4] R. Smith, Półprzewodniki [5] http:// stronafizyki.republika.pl/elektrycznosc/przewodniki.htm Bibliografia www.agh.edu.pl

18 Dziękuję za uwagę www.agh.edu.pl