Diodo de cristal

Un diodo semiconductor - un dispositivo eléctrico con un p-n-unión, que tiene una característica corriente-voltaje no lineal. El aparato utilizado para la rectificación de corriente, una parte de los puentes de diversos tipos. circuito de diodo semiconductor se indica en el triángulo oscuro (menos transparente) con un vértice y característica perpendicular en el cátodo (n-region).

Términos y definiciones básicas

Por el diodo semiconductor se acepta a un número de clases, con razón identificada como una familia separada. Este varicap, diodos Zener, LED y así sucesivamente. General se convierte en presencia de una sola p-n-unión. diodos rectificadores de tubo también se llaman. En este contexto y epíteto semiconductor aplicable a acentuar la presencia de p-n-unión.

Diodos son apreciados por propiedades de rectificación pronunciados. La corriente fluye a través de la p-n-transición en una dirección, que resuelve una gran variedad de problemas técnicos. Masa aplicada propiedades de semiconductores y circuitos integrados, incluyendo cristales de rectificar. Aunque se forman los procesadores en su mayor parte sobre el sustrato de los transistores incluidos vistos como dos diodo semiconductor hacia adelante. La redundancia se justifica por la unificación del ciclo tecnológico.

propiedades de rectificación de diodos semiconductores son visibles en el ejemplo de la sulfuro de cobre. Esto no es difícil de leer en la información histórica a continuación. Además, los diodos semiconductores se basan en cualquier no metales minerales naturales IV, los grupos V y VI diversos óxidos, aleaciones de los colorantes orgánicos (LEDs utilizan para la clase especificada sustancias).

La historia del desarrollo de la tecnología de semiconductores

Los primeros diodos "cristal"

Contrariamente a la creencia común han sido conocidos las propiedades de rectificación del metal-semiconductor (diodo Schottky). En términos generales la tecnología de semiconductores comenzó a desarrollarse a pasos agigantados después de la Segunda Guerra Mundial. Las causas del incidente:

1. En tiempos de guerra, la mayoría de los países llevó la investigación de nuevas tecnologías. Por ejemplo, naci e inmediatamente se mantuvieron transistor secreto. Así como el primer amplificador operacional que se utiliza para accionar el sistema de defensa antiaérea Flak. Esta invención se podría utilizar para ver la luz, la primera obra en dicha zona se llevaron a cabo a principios de los 30-s del siglo XX.
2. Aproximadamente 10 años antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los países aparecieron en el curso de los acontecimientos futuros. No es de extrañar, que se mantuvo informaciones secretas favoritos.
3. Si tomamos en consideración la Alemania fascista, su gobierno por razones de enemistad largamente acariciado se niega a comunicarse con las otras potencias europeas. La ocasión fue el resultado de la Primera Guerra Mundial.

Por lo tanto, la tecnología de semiconductores comenzó a desarrollarse en las condiciones de las Naciones Unidas de nueva creación, para asegurar la paz en la tierra, y recibió su carta. propiedades de rectificación de los semiconductores son visibles científico alemán Karl Ferdinand Braun, Seguir adelante con un par de Premio Nobel Marconi para el desarrollo del telégrafo inalámbrico (radio) en 1909. Por desgracia, no hay posibilidad de encontrar un trabajo traduciendo «Ueber die durch Stromleitung Schwefelmetalle», publicado en la revista Annalen der Physik und Chemie en 1874 bajo el número 153.

Dos años antes, en marzo de 1872, Karl recibió su doctorado por su trabajo en el área de la cuerda vibrante. A continuación, se mantiene en la Universidad de Berlín. director científico de la obra, Georg Quincke, fue asignado a Würzburg, y ambos siguen donde el foco está en la conductividad de los materiales. Publicó un informe sobre el paso de corriente a través de las sales fundidas y las propiedades de rectificación de las capas de gases con diferente conductividad. Inicialmente intrigado por sales de plomo, Carl Braun se finalmente a sulfuro de cobre.

23 de noviembre 1874 a la luz de la función de trabajo para una discusión de las muestras artificiales y naturales de material desde el punto de vista de conductividad eléctrica. Seleccionado mostró la diferencia en la resistencia dependiendo de la dirección es 30%. Se encuentra que en una dirección de la conductividad de la muestra depende de la intensidad de corriente de la corriente medida por el galvanómetro. Así descubrimos y propiedades del material no lineal, ahora exhibida por diodos semiconductores. Al mismo tiempo, el efecto era dependiente de la método de aplicación de electrodos metálicos, lo que indica cualidades de anisotropía detectado.

En ese momento se consideró inexplicable sucede, el resultado observado contradice los hechos científicos conocidos. Hoy en día se sabe que un metal-semiconductor ha rectificación de propiedades a la par con la p-n-unión. La diferencia es que la primera caída de tensión inferior. De acuerdo con ello, diodos Schottky semiconductor se utilizan como rectificadores en las etapas de salida de fuentes de alimentación. En dicho tiempo de Werner Siemens descubrió cristales de selenio conductividad unilaterales. Sin embargo, Brown añadió otra gama de materiales, entre otras cosas - psilomelane (mineral de manganeso), creando el primer diodo (punto) antenal.

Un primer detector para la radio

Ideas Brown encontró aplicación práctica Jagadis Chandra Bos, recogido primer detector para una frecuencia de radio de una onda milimétrica galena (sulfuro de plomo) y para recibir un número de patente de EE.UU. 755.840, presentada el 30 de septiembre de, 1901 y aprobado en marzo 1904. Bengalí científico informó sobre la invención en 1899 por la Royal Society de Inglaterra. Ya en diciembre de 1901, la unidad utiliza para descifrar la transmisión telegráfico transatlántico Marconi.

Pronto, los nuevos detectores:

• Número de patente 836.531, presentada el 20 de agosto 1906 Greenleaf Pickard, notable por el hecho de que por primera vez aquí se refiere al cristal de silicio (con Inglés. - silicona).
• Henry Dunwoody 23 de marzo 1906 a los efectos de rectificación de la utilización actual de carburo de silicio (carborundo). El material sintetizado por primera vez y sólo más tarde se encontró en las ruinas de un meteorito caído.

Algunos detector de cristal vez que se utilizó e incluso dio LEDs de dirección en la electrónica, pero con la invención de Tubos de Vacío semiconductores han ido en un segundo plano. Y así sucedió a los años de la posguerra. Desde el comienzo de los años 50 y la entrada en transistores de uso, y lo más importante - la tecnología de semiconductores de germanio se desarrolla a pasos agigantados en la actualidad.

explicación encontrado

Sólo en 1928, Arnold Sommerfeld y jóvenes (electrones Bloch) Felix Bloch explican la apertura de Brown desde el punto de vista de la mecánica cuántica. En la primera aproximación, la nueva dirección de la ciencia no es difícil aprender de las notas en 1931 En la cuántica mecánica de los electrones en redes cristalinas autor Gronich y Penny de Groningen Universidad. lectores de habla rusa más fácil para familiarizarse con el modelo unidimensional del movimiento de los electrones en un campo periódico, que por primera vez ilustra claramente la naturaleza de la aparición de las bandas de energía en el cristal.

Se demuestra que la función de distribución de energía es continuo. Presentar la zona permitida, separadas por prohibido. Hoy en día, en la teoría conocida a todos los estudiantes del curso de física de la escuela, pero un papel pionero dada por entero a Shockley, eso no es del todo cierto. De hecho, una teoría completa, lo que concuerda bien con la práctica, resumió bajo los semiconductores Hans Bethe en 1942 (unos años más tarde los famosos colegas).

El rápido desarrollo de la tecnología de semiconductores

En los años de la posguerra, los beneficios de la fabricación de la tecnología de semiconductores aún no estaban claras. Al comienzo de la producción del 50 está ocupado por dos compañías estadounidenses:

1. Texas Instruments (1951 - dedicada escisiones del servicio geofísica Estados) con 1950 produce transistores semiconductores, y en la actualidad tiene un papel principal en la producción de electrónica componentes. Notorio Jack Kilby, el inventor de los circuitos integrados, que trabaja en dicha empresa. En el momento de mediados de los 50 Texas Instruments ganó el primer lugar en términos de facturación en la producción de la tecnología de semiconductores.
2. La compañía ya desaparecida Transitron, fundada en 1952 por Leo y David Bakalar, en 1955 a la altura de Texas Instruments produce más de un tercio de todos los dispositivos semiconductores en cuestión de años, se puso tops. Padres para la compañía Texas Instruments existía desde 1930, trabajó en la guerra al gobierno y disfrutó de una gran popularidad. En 1961 Transitron significa una facturación de 40 millones. dólares. Y es hasta la primera crisis del petróleo! David fue catalogado como presidente hasta 1984, la empresa dejó de existir un par de años.

Transitron declive comenzó en los años 60, cuando abandonaron erróneamente nuevas direcciones. Estamos hablando de circuitos integrados. Perspectivas ganaron silicio, aunque principalmente debido a la fama de Alemania. Para obtener más información sobre las causas de la situación se puede encontrar en el tema sobre los transistores bipolares.

Añadir en la tecnología de semiconductores requieren un alto grado de pureza de silicio tal, que en el momento de la segunda mitad del siglo XX, la producción salió muy caro. Al mismo tiempo los dispositivos de germanio muestran menor temperatura límite (85 grados Celsius) y cuando sobrecalentado fallar con facilidad. Es fácil entender por qué Transitron, se negó a invertir en la innovación, desde mediados de los años 60 comenzaron a sufrir graves pérdidas.

La reciente fortaleza de la empresa fueron llevados lejos de desarrollar su propio microprocesador, el cual no tiene éxito comercial. Por cierto, germanio, de acuerdo con algunas estimaciones, una vez más, será un muy prometedor y el elemento semiconductor. Por ejemplo, en base a lo creado y rectificadores. Y no sólo a la radio, sino también la red industrial 50 Hz 220 V, lo que los hace prometedor como sustitución de relés voluminosos.

diodos Shockley Semiconductor

En 1956, William Shockley fundada en Palo Alto (California), su propia compañía en Sauf Antonio Ruta 391. Esta es la primera empresa dedicada a los semiconductores, en el lugar donde ahora se encuentra el famoso Silicon Valley. El producto principal era diodo 4-capa, llamada entre diodo profesionales transistor o un diodo Shockley.

De acuerdo con el equipo autores habían venido a sustituir los relés convencionales en la industria de las comunicaciones. Pero debido a la complejidad de la realización de la idea no fue a la tecnología de los dientes del tiempo. Los lectores ya han adivinado que estamos hablando de los tiristores con una respuesta regenerativa. Por lo tanto, el diodo puede ser llamado y dicha oblea. O mejor dicho - diodo Shockley.

Se compone de capas de semiconductor tipo de conductividad 4 alternantes. -Completo llamado de tipo n cátodo, un ánodo y un opuesto, como un diodo convencional. Shockley diodo se basa en ruptura de avalancha, las transiciones están bloqueadas de nuevo después de la reducción de la tensión, y el sistema vuelve a su estado original.

nuevo tiempo

Si a principios de los 70 para la producción de materiales semiconductores claramente en el ejemplo de los EE.UU., en los albores de la década de los 80, Japón comenzó a tomar impulso. Sudeste de Asia y Europa fueron los últimos que se unió a la carrera. Hoy en día, cuatro mencionados región sobre los volúmenes divididos por igual de la producción, y, por supuesto, una manta tirado sobre China en la primera década del siglo XXI la, duplicó el volumen de emisión. Según algunas proyecciones de Beijing 2020 se llevará la mitad de la producción mundial.