Półprzewodniki : materiały , które w normalnych warunkach bardzo słabo przewodzą, natomiast po dostarczeniu energii staje się bardzo dobrym przewodnikiem.

- samoistne –w wyniku podwyższenia stanu energetycznego elektrony walencyjne są wybijane z powłok a ich uporządkowany ruch powstający w wyniku przyłożenia napięcia nazywamy prądem. Maja duża rezystancje właściwa, dlatego stosuje się domieszkowanie.

-domieszkowe:

• Typu N- powstaje poprzez wtrącenie do struktury krystalicznej domieszek z 5 grupy U.O. Ponieważ atom domieszki na 5 elektronów walencyjnych a atomy podstawowej struktury tylko 4, to jeden elektron nie ma z kim tworzyć wiązania kowalencyjnego, dlatego staje się łatwo elektronem swobodnym w podwyższonym stanie energetycznym. Półprzewodnik ten po utracie elektrony staje się jonem dodatnim czyli donorem.

• Typu P – powstaje poprzez dołączenie atomów z 3 grupy U.O. Atom domieszki ma 3 elektrony walencyjne wiec 1 z elektronów materiału macierzystego (4 elektrony walencyjne) nie ma z kim tworzyć wiązania kowalencyjnego. Ten elektron wymusza powstawanie dziury w miejscu brakującego elektronu i mamy przewagę dziur nad elektronami. Atom domieszki po przejęciu elektronu (swobodnego) w miejsce dziury staje się jonem ujemnym ( akceptorem)

Podsumowując:

W półprzewodniku typu N mamy nadmiar elektronów (nośnik większościowy)oraz jony dodatnie a w półprzewdoniku typu P mamy nadmiar dziur(nośnik większościowy czyli niedobór elektronów) oraz jony ujemne.

Złącze P-N : powstaje poprzez złączenie powyższych półprzewodników.

W stanie równowagi termodynamicznej( brak przyłożeonego zewnętrznego pola elektrycznego.

W poliżu styku elektrony z obszaru N przechodzą bdo obszaru P a dziuru z obszaryP przechodzą do obszaru Nw wyniku przyciagania ładunków róznoimiennych. Zachodzi ich rekombinacja czyli połączenie elektronu z dziura. W wyniku tego w poliżu styku nie ma nośnikow prądu a więc powstaje tzw warstwa zaporowa mająca cwechy izolatora. Dołaczając do takiego złącza metalowe wyprowadzenia (anoda i katoda) powstanie dioda półprzewodnikowa.

Prąd dyfuzyjny- przepływ nośników większościowych

Napięcie dyfuzyjne- napiecie zależne ok. koncentracji domieszek i temr. Powstaje w wyniku warstwy zaporowej a jego wartość odpowiada napięciu załączenia się diody(chyba pewności nie mam)

Polaryzacja w dierunku zaporowym:

Przyłożenie potencjału niższego (ujemnego) można rozumieć jak przyłożenie nadmiaru elektronów(albo niedoboru dziur) a potencjału wyższego(dodatniego) jako niedobór. W wyniku tego dziury z warstwy P będą przyciągane w kierunku anody a elektrony z obszaru N w kierunku katody wówczas poszerza się warstwa zaporowa co skutkuje zwiększeniem rezystancji oraz brakiem możliwości przepływu prądu do momentu przebicia (dioda Zenera).

W takiej sytuacji płynie jednak niewielki prąd „wsteczny” wynikający z obecności nośników mniejszościowych w każdym z półprzewodników. Zależy on głównie od temperatury i własności materiałów. Praktycznie nie zależy od przyłożonego napięcia.

Polaryzacja w kierunku przewodzenia:

Przyłożenie wyższego potencjału do złącza P powoduje odpychanie dziur w kierunku warstwy zaporowej. Przyłożenie niższego potencjału do złącza N powoduje odpychanie w kierunku warstwy zaporowej. Po przekroczeniu wartości napięcia dyfuzyjnego warstwa zaporowa zanika ponieważ odpychane nośniki wypełniają jej przestrzeń. Płynie prąd dyfuzyjny a rezystancja diody spada prawie do 0. Prąd może przepływać przez diodę.

Wartość prądu dyfuzyjnego opisuje wzór schockley’a;

Pojemność złącza: złącze spolaryzowane zaporowo posiada pewną pojemność (diody pojemnościowe) wynikająca z obecności ładunków. Warstwa zaporowa robi za okładke kondensatora. Pojemność zależy od jej szerokości a więc przyłożeonego zaporowo napięcia:

Rodzaje diod:

Dioda impulsowa:

To samo co dioda prostownicza tyle ze jest zajebiście szybka- czas załączania rzedu ns – us.

Dioda schottkyego:

Zawiera nie posiada złącza p-n tylko połączenie metal-pprzewodnik.

Dioda Zenera:

Pracuje w obszarze zaporowym. Wykorzystuje charakterystyczne przebicie na poziomie 5-6v. większe napięcia powodują zjawisko przebicia lawinowego (czyli rezystancja spada i prąd płynie duży dość). W kierunku przewodzenia diodsa ta ma taką samą charakterystykę jak dioda konwencjonalna.

Dioda elektroluminescencyjna LED:

Świeci kurwa:

Nic dodać nic ująć.

Fotodioda: jeden z półprzewodników jest osłonięty przezroczystym materiałem. Padające światło zwiększa stan energetyczny:

Tryby pracy:

-dioda niespolaryzowana: promienie świetlne wybijają elektrony z półprzewodnika wiec fotodioda jest źródłem SEM. Jest więc fotoogniwem stosowanym w bateriach słonecznych

-dioda spolaryzowana zaporowo: nic innego jak fotorezystor. Dioda będąca źródłem SEM przeciwstawia się wewnętrznemu napięciu polaryzującemu zaporowo, dlatego jest traktowana jako rezystor o zmiennej rezystancji w zależności id natężenia oświetlenia. Przy braku oświetlenia płynie tzw pąd ciemny (elektrony maja barwę czarną – oczywiście żart :D)

Dioda pojemnościowa: