Wykład IX, 15.05.2006

ƒ

Przykłady podstawowych urządzeń optoelektroniki

otrzymywanych a technologii warstwowej: złącze p-n, dioda

prostownicza i dioda emitująca światło,

ƒ

laser półprzewodnikowy,

ƒ

lasery na kropkach kwantowych,

ƒ

tranzystor polowy.

Złącze pn jako prostownik

Polaryzacja w kierunku

przewodzenia

Polaryzacja w kierunku

zaporowym

Różnica potencjału

Pr

ąd

Polaryzacja w kierunku

zaporowym

Polaryzacja w kierunku

przewodzenia

Konwencjonalny tranzystor

Pasmo przewodnictwa

Pasmo walencyjne

Emiter Baza Kolektor

Emiter Baza Kolektor

Pierwszy tranzystor

Zbudowany w Laboratoriach Bell’a (USA)
Przez J. Bardeen’a i W. Bratteina w 1948 r.

Był to kawałek (o wym. kilku mm) Ge do-
Mieszkowany, typu n, dotykający metalowej
płytki, która służyła jako bramka. Dwa
kontakty umocowane na sprężynujących
drutach służyły jako emiter i kolektor. Po
spolaryzowaniu bramki w górnej części
płytki Ge wytwarzał się obszar inwersji i
obserwowano prąd nośników typu
dziurowego.

Tranzystor polowy (FET i MOSFET)

Schemat tranzystora polowego

typu MOSFET

Metal

Izolator (SiO

2

)

Półprzewodnik typu p

Półprzewodnik typu n

Podłoże

Kanał - n

Porównanie pierwszego

Porównanie pierwszego

tranzystora z tranzystorem

tranzystora z tranzystorem

MOSFET f

MOSFET f

-

-

my INTEL

my INTEL

z 2002 r.

z 2002 r.

Wszystkie elementy wykonano w
monokrysztale Si

Nowe materiały stosowane w procesach CMOS

Nowe materiały stosowane w procesach CMOS

Schemat złącza prostowniczego w obwodzie

Napi

ęcie wej

ścio

w

e

Napi

ęcie wyj

ścio

w

e

Dioda emitująca światło

λ = c/ν = c/(E

g

/h) = hc / E

g

Złącze pn utworzone z Ga, As i P
o zmieniającej się koncentracji
As/P daje różne kolory światła.

Dla dobrej pracy LED potrzebujemy materiału
o dużej koncentracji domieszkowania,
mocno spolaryzowanego w kierunku
przewodzenia!
=> pokaz

Dioda emitująca światło

Dioda laserowa - elementy optoelektroniczne

Materiał warstwowy na bazie GaAs domieszkowanego w różnym stopniu Al

IT&T Bell Laboratories

Samoorganizujące się kropki kwantowe w

układzie InGaAs/GaAs

Laser na kropkach kwantowych

Laser na kropkach kwantowych InGaAs

na GaAs

Laser półprzewodnikowy powierzchniowy