Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia
Temat	Badanie złącza metal – półprzewodnik
Imię i nazwisko
Kierunek

Część teoretyczna

Dioda półprzewodnikowa – rodzaj diody wykonanej z materiałów półprzewodnikowych i zawierającej złącze prostujące. Zbudowana jest z dwóch warstw półprzewodnika, odmiennie domieszkowanych – typu n i typu p, tworzących razem złącze p-n, lub z połączenia półprzewodnika z odpowiednim metalem – dioda Schottky'ego. Jest elementem dwukońcówkowym, przy czym końcówka dołączona do obszaru n nazywa się katodą, a do obszaru p –anodą. Element ten charakteryzuje się jednokierunkowym przepływem prądu – od anody do katody, w drugą stronę prąd nie płynie (zawór elektryczny).

Diody te są elementami nieliniowymi. Nieliniowość diod półprzewodnikowych polega na tym, że występujące na nich napięcie wzrasta proporcjonalnie do logarytmu płynącego przez nie prądu: U= A*ln(I) w stałej temperaturze złącza. Wynika z tego, że każdy (np. dziesięciokrotny) wzrost prądu powoduje przyrost napięcia o stałą wartość. W przypadku diod krzemowych jest to około 60 mV w 20 °C. Analogicznie, dwukrotny przyrost prądu powoduje zwiększenie napięcia o około 20 mV. Przedstawienie charakterystyki diody w liniowej funkcji prądu prowadzi do często spotykanego, acz niefortunnie w przypadku diody półprzewodnikowej stosowanego, pojęcia tzw. napięcia progowego (Vd). Wynika ono tylko z właściwości funkcji logarytmicznej przedstawianej liniowo. Różnicę obrazują zamieszczone obok charakterystyki napięciowo-prądowe: liniowa i logarytmiczna.

Podstawową cechą diod półprzewodnikowych jest umożliwianie przepływu prądu tylko w jedną stronę.

Dioda ostrzowa to dioda, w której jedną z elektrod stanowi metalowe ostrze będące w kontakcie z półprzewodnikiem. Obecnie mają już znaczenie wyłącznie historyczne.

Pierwszymi diodami ostrzowymi były detektory kryształkowe. W trakcie prac nad radarem w czasie II wojny światowej bardzo rozwinięto ich technologię i rozpoczęto produkcję masową. Aż do lat 70-80 ostrzowe diody germanowe były powszechnie stosowane w elektronice jako detektory i mieszacze. Zostały wycofane wraz z rozwojem techniki układów scalonych.

Dioda ostrzowa może mieć strukturę fizyczną złącza p-n albo złącza metal półprzewodnik z barierą Schottky’ego. W tym pierwszym przypadku w trakcie produkcji przeprowadzano proces "formowania", polegający na przepuszczeniu przez kontakt ostrza i półprzewodnika odpowiednio dobranego dużego prądu (na przykład z rozładowania kondensatora). Pod jego wpływem następowało lokalne rozgrzanie złącza i dyfuzja domieszek z ostrza do półprzewodnika.

Diody ostrzowe najczęściej wykonywano z germanu, rzadziej z krzemu. Polską ostrzową diodą krzemową była DK10, produkowana krótko w latach 60.

Diody ostrzowe zwykle nie były produkowane z przeznaczeniem do prostowników, jednym z bardzo nielicznych wyjątków były germanowe diody DOP1-DOP3 (od "Dioda Ostrzowa Prądowa") wyprodukowane w niewielkiej liczbie w Polsce pod koniec lat 50.

Diody ostrzowe charakteryzują się bardzo małą pojemnością złącza, co umożliwia ich pracę przy bardzo dużych częstotliwościach. Już od roku 1942 produkowano germanowe diody ostrzowe umożliwiające pracę w pasmach mikrofalowych.

Zastosowanie:

Diody prostownicze stosuje się głównie w układach prostowniczych urządzeń zasilających, przekształcających prąd zmienny w jednokierunkowy prąd pulsujący. W układzie prostowniczym dioda spełnia funkcję zaworu jednokierunkowego. Wykorzystuje się tu właściwość polegającą na różnicy zdolności przewodzenia prądu w kierunku wstecznym i w kierunku przewodzenia. 

Prostownik jest to element lub zestaw elementów elektronicznych służący do zamiany napięcia przemiennego na napięcie jednego znaku, które po dalszym odfiltrowaniu może być zmienione na napięcie stałe.

Metoda pomiarowa:

Układ pomiarowy stosowany w ćwiczeniu składa się z woltomierza o rezystancji 100 M Ohmów oraz źródła prądu (1,3 lub 13 mikro apmera). Dioda na obudowie źródła prądowego świeci na czerwono jeśli biegun dodatni dołączony jest do ostrza stykającego się z próbką . Kolor zielony świadczy o ujemnej biegunowości ostrza.

Tabela pomiarów:

Badany metal	Dodatnia biegunowość ostrza	Ujemna biegunowość ostrza
ołów	1[V]	-2,51[V]
mosiądz utleniony	1,2[V]	-0,98[V]
krzem	4,66[V]	-5,63[V]
bez materiału	0[V]	0[V]