2 (2594)

1.WIADOMOŚCI WSTĘPNE.

a.    CEL ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości różnego typu diod półprzewodnikowych. Zwracając główną uwagę na najczęściej stosowane diody: prostownicze i stabilizacyjne. Zadaniem ćwiczenia jest także zaznajomienie uczniów z metodami badania i aparaturą używaną do tego celu.

b.    WPROWADZENIE.

W większości elementów półprzewodnikowych występują różnego rodzaju złącza. Złączem nazywa się atomowo ścisły styk dwóch kryształów ciała stałego. Odległość między stykającymi się obszarami jest porównywalna z odległości między atomami w kryształach. W elektronice najszersze zastosowanie mają złącza półprzewodnik-półprzewodnik i metal-półprzewodnik. Najprostszymi dwuelektrodowymi elementami półprzewodnikowymi wykorzystującymi    właściwości    złączy

półprzewodnikowych, najczęściej n-p i m-p, są diody półprzewodnikowe.

Swobodne elektrony w półprzewodniku typu n, na skutek bezwładnego ruchu termicznego i ze względu na obecność dziur w półprzewodniku typu p, dyfundują przez granicę zetknięcia do półprzewodnika typu p, gdzie łączą się z dziurami zmniejszając ich ilość. Dzięki temu zostaje zakłócona równowaga miedzy ilością ładunku dodatniego i ujemnego w półprzewodniku typu p i cienka warstwa tego półprzewodnika , w pobliżu granicy zetknięcia z półprzewodnikiem typu rv, jest naładowana ujemnie. Podobnie zachowują się dziury. Dyfundują one z półprzewodnika typu p do półprzewodnika typu n, gdzie zostają zobojętnione przez swobodne elektrony. Znów dzięki temu procesowi równowaga między ilością ładunku dodatniego i ujemnego zostaje zakłócona i warstwa półprzewodnika typu n, w pobliżu zetknięcia z półprzewodnikiem typu p jest naładowana dodatnio. Te dwie warstwy w pobliżu zetknięcia się półprzewodników są przeciwnie naładowane i tworzą tak zwany obszar przejściowy. W obszarze tym istnieje więc pole elektryczne.

+

o-

-o

Rys.1

W miarę narastania potencjału ujemnego półprzewodnika typu p i potencjału dodatniego półprzewodnika typu n, pole staje się tak silne, że dyfundujące elektrony zaczynają być z powrotem wciągane do półprzewodnika typu n. Wytwarza się stan równowagi i różnica potencjałów na granicy zetknięcia dwu półprzewodników jest stała. Różnicę potencjałów na granicy zetknięcia dwu półprzewodników nazywamy napięciem kontaktowym lub barierą potencjału.