Dziś jest niedziela, 20 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
2 luty 2007.

Półprzewodniki wciąż na topie

Wracając do podstaw

Na początku był chaos... i lampy elektronowe, w których wnętrzu w warunkach zbliżonych do próżni strumień elektronów był sterowany przez napięcie wytwarzane na metalowych elektrodach i siatkach.

Potem nastała era układów półprzewodnikowych. Wielu z nas pamięta czasy, gdy modne określenie -półprzewodnikowy - znaczyło najnowocześniejszy. (W języku angielskim określenie solid state circuit/device  dosłownie układ o strukturze ciała stałego odzwierciedla historyczny moment przejścia z technologii lamp próżniowych na technologię półprzewodników, czyli ciał stałych przyp. tłum.) W układach półprzewodnikowych takich jak tranzystory środowiskiem, w którym poruszają się elektrony, jest ciało stałe. Najprostszym tego rodzaju elementem jest dioda, jednak nawet najbardziej skomplikowane układy dużej skali integracji działają na tych samych zasadach.

Istotą działania radia jest prostowanie sygnału radiowego pochodzącego ze stacji nadawczej. Prostowanie polega na przekształceniu prądu przemiennego w stały (jednokierunkowy). W przypadku szybko zmieniającego się sygnału RF prostownik zamienia sygnał prądu przemiennego wielkiej częstotliwości na wyprostowany prąd tętniący, którego wartość zmienia się zgodnie z wysokością częstotliwości akustycznej. Warto wiedzieć, że jeden z pierwszych prostowników miał strukturę ciała stałego i składał się z kryształu galeny (siarczek ołowiu, PbS) i drutu stykowego. Kryształ ten nie jest ani dobrym przewodnikiem, ani izolatorem, ale stanowi materiał zbliżony własnościami do półprzewodnika. Koniec drutu stykowego porusza się w pobliżu kryształu do momentu wytworzenia się złącza.

Choć wydaje się to nieprawdopodobne, radio kryształkowe (detektorowe) można zbudować z dwustronnej żyletki i wygiętej agrafki. Kiedy czubek agrafki styka się z dodatnio naładowaną częścią żyletki, następuje prostowanie sygnału, który może nawet zasilać odpowiednio czułe słuchawki, jeżeli znajdujemy się dostatecznie blisko stacji nadawczej.

Współczesna dioda półprzewodnikowa działa na tej samej zasadzie. Zbudowana jest z dwóch podobnych, ale różniących się pod pewnymi względami materiałów, z których jeden przyjęło się określać jako obszar typu n (ang. negative ujemny), a drugi typu p (ang. positive dodatni) (rys. 1). Materiał typu n charakteryzuje się ujemnym ładunkiem, ponieważ występuje w nim nadmiar elektronów. Ma on także stosunkowo duże rozmiary, podobnie jak kryształ lub żyletka. Materiałem półprzewodnikowym tego typu jest zazwyczaj krzem. W droższych i bardziej wydajnych układach dla wielkich częstotliwości stosuje się arsenek galu. Producenci półprzewodników krzemowych uzyskują materiały typu n, dodając do półprzewodnika domieszki arsenu i fosforu, a typu p - domieszki boru.

 

 

 

 

 

Rysunek 1. W materiale typu p znajduje się dużo dziur, a mało elektronów. Z kolei w materiale typu n występuje dużo elektronów, ale mało dziur. Złącze p-n tworzy się poprzez połączenie obu tych materiałów. Wówczas dziury z obszaru typu p dyfundują do obszaru typu n, natomiast elektrony z obszaru typu n dyfundują do obszaru typu p. W pobliżu złącza na obszarze typu p tworzy się przestrzenny ładunek ujemny, a po drugiej stronie na obszarze typu p powstaje przestrzenny ładunek dodatni. Całkowita wartość prądu przepływającego przez złącze jest równa zeru

 

 

 

 

 

 Rysunek 2. Przyłożenie ujemnego napięcia do obszaru typu p wywołuje polaryzację złącza w kierunku zaporowym. Powoduje to powiększenie się warstwy zaporowej i duży wzrost impedancji. Elektronom jest bardzo trudno przedostać się przez warstwę zubożoną złącza

 Przez materiał typu n prąd przepływa w ten sam sposób jak w przewodzie elektrycznym: jest nim ruch nadmiarowych elektronów. Półprzewodniki typu p mają ładunek dodatni, ponieważ występuje w nich - niedomiar - elektronów. Obszar p jest stosunkowo niewielki, podobnie jak drut stykowy w diodzie krystalicznej. Brakujące elektrony określa się mianem dziur, a przepływ prądu polega na przeskakiwaniu elektronów pomiędzy dziurami. Można również powiedzieć, że owe dziury poruszają się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu elektronów. Jeżeli przyrównamy ruch elektronów do ruchu samochodów w ulicznym korku, w którym każdy kolejny samochód posuwa się do przodu na miejsce poprzedniego, to oddalonemu obserwatorowi może się wydawać, że odstępy między samochodami przemieszczają się do tyłu - choć to oczywiście samochody poruszają się do przodu. Pojęcie dziur odnosi się jedynie do sposobu, w jaki elektrony poruszają się w obszarze typu p.

Pełna treść artykułu dostępna jest w drukowanej wersji miesięcznika

Źródło: Utrzymanie Ruchu
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl