A félvezető dióda Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök.

Az előadások a következő témára: "A félvezető dióda Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök."— Előadás másolata:

1 A félvezető dióda Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök Tanszéke Székely Vladimír 2000 február

2 A dióda az adatlapon Dióda, pn átmnet

3 A dióda fontosabb tulajdonságai A karakterisztika fogalma
Egyenirányít! A karakterisztika fogalma I = f(U) stacionárius Záró tartomány (reverse) I ~ A/mm2 (Si, T=300 K) Nyitó tartomány (forward) I ~ exp(U/UT)

4 A dióda fontosabb tulajdonságai
Szimbólum, mérőirány

5 A dióda fontosabb tulajdonságai
Dinamikus tulajdonságok: kapacitás, véges működési sebesség Másodlagos jelenségek például: “letörés”

6 A (planáris) dióda kivitele
“pn junction” Kiindulás: Si egykristály “szelet” Oxidálás, ablaknyitás, n diffúzió, fémezés Darabolás, felforrasztás, tokozás

7 A dióda kivitele az adalékprofil fogalma
Adaléksűrűség a mélység függvényében A “kompenzált” félvezető Donor-akceptor: netto adalékolás

8 Vizsgálati módszerünk
1. Egydimenziós vizsgálat, “kihasított hasáb” 2. Homogén adalékolás, “abrupt” profil 3. Egyik oldal erősebben adalékolt (legyen ez az n oldal) Nd >> Na

9 1. Elektrosztatikus viszonyok
Mindkét oldal többségi hordozói áramolnak a túloldal felé, amíg a Fermi-szint ki nem egyenlítődik.

10 Elektrosztatikus viszonyok
Mi tartja fenn ezt a (kontakt) potenciállépcsőt?

11 Elektrosztatikus viszonyok
Kiürített rétegek (tértöltés rétegek): töltés kettősréteg

12 Érintkezési potenciál, diffúziós potenciál
Kirchoff

13 A diffúziós potenciál számítása
nn, pn pp, np

14 A diffúziós potenciál számítása
„beépített” „built-in”

15 A diffúziós potenciál számítása
PÉLDA Egy abrupt Si dióda adalék adatai: Nd=1018/cm3, Na=1016/cm3. Határozzuk meg a diffúziós potenciál értékét szobahőmérsékleten. Nyilván UD < Ug, , általában %-a.

16 Számítások a kiürített rétegre vonatkozóan
A gyengébben adalékolt oldalon szélesebb a kiürített réteg. Kifelé semleges

17 Számítások a kiürített
rétegre vonatkozóan Háromszög területe

18 Számítások a kiürített
rétegre vonatkozóan

19 Számítások a kiürített rétegre vonatkozóan
PÉLDA Egy abrupt Si dióda adalék adatai: Nd=1018/cm3, Na=1016/cm3. Határozzuk meg a kiürített rétegek szélességét! (r=11,8, U=0V) És ha U= -100V ?