Полупроводниковые приборы и их применение

Цель занятия: Задачи занятия:

1. НАЙДИТЕ СООТВЕТСТВИЕ: 1. Проводники 2. Полупроводники 3. Диэлектрики А. - вещества, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток В. - материалы, отличающийся сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов облучения. С. - тела, в которых имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, свободно могут перемещаться внутри этих тел. которые

2. Найдите соответствие: 1. Проводник 2. Полупроводник  1.  2.

3. Как влияет увеличение температуры на сопротивление  (увеличится или уменьшится)? 1. Проводника 2. Полупроводника

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ДИОДОВ  ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ДИОДОВ  Третья четверть XIX века два направления: 1.1. 1873 году британский учёный ФРЕДЕРИК ГУТРИ  открыл принцип действия термионных (вакуумных  ламповых с прямым накалом) диодов. 2.2. 1874 году германский учёный КАРЛ ФЕРДИНАНД  БРАУН открыл принцип действия кристаллических  (твёрдотельных) диодов. 1900 года ГРИНЛИФ ПИКАРД создал  первый радиоприёмник на кристаллическом диоде.  В конце XIX века данные устройства были известны под  ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ, и лишь в 1919 году Вильям  именем ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Генри Иклс ввёл в оборот слово «ДИОДДИОД», образованное от  греческих корней «di» — два, и «odos» — путь

ОО ДИ Д –  двухэлектродный электронный прибор,  который обладает различной  проводимостью в зависимости от  направления электрического тока. Электрод диода, подключённый к  положительному полюсу источника тока,  когда диод открыт (то есть имеет  маленькое сопротивление),  называют анодом,  подключённый к отрицательному  полюсу — катодом.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД   ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД —  это  полупроводниковый  прибор  с  одним  выпрямляющим электрическим переходом и двумя  выводами,  в  котором  используется  то  или  иное  свойство электрического перехода. выпрямительные, импульсные, стабилитроны,  туннельные, фотодиоды, генераторы шума, ГРУППЫ:   ГРУППЫ: универсальные, сверхвысокочастотные, варикапы, обращенные, светоизлучающие диоды, магнитодиоды.

Диоды делятся: Диоды делятся: По конструктивному исполнению на: По конструктивному исполнению на: •плоскостные  плоскостные  (диоды в которых  электрический переход имеет  электрический переход имеет  (диоды в которых линейные размеры значительно больше толщины  линейные размеры значительно больше толщины  самого перехода) самого перехода) •точечные точечные  (диоды, у которых размеры электрического  (диоды, у которых размеры электрического  перехода, определяющие его площадь, меньше  перехода, определяющие его площадь, меньше  толщины области объемного заряда. ) толщины области объемного заряда. ) По технологии изготовления на: По технологии изготовления на: сплавные сплавные диффузионные диффузионные эпитаксиальные  эпитаксиальные

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ Диоды плоскостные Диоды точечные Диоды выпрямительные Диоды выпрямительные Стабилитроны СВЧ­диоды Туннельные диоды Обращенные диоды Варикалы Фотодиоды Светодиоды Фотоэлементы  полупроводниковые

ВЫПРЯМИТЕЛЬ (электрического тока)  ВЫПРЯМИТЕЛЬ — преобразователь электрической энергии;  механическое, электровакуумное, полупроводниковое или  другое устройство, предназначенное для преобразования  переменного входного электрического тока в постоянный  выходной электрический ток. Большинство выпрямителей создаёт не постоянные, а  пульсирующие однонаправленные напряжение и ток, для  сглаживания пульсаций которых применяют фильтры. Устройство, выполняющее обратную функцию —  преобразование постоянных напряжения и тока в переменные  напряжение и ток — называется инвертором. Из­за принципа обратимости электрических  машин выпрямитель и инвертор являются двумя  разновидностями одной и той же электрической машины  (справедливо только для инвертора на базе электрической  машины).

СВЕТОДИОДЫ СВЕТОДИОДЫ

Солнечные элементы 1. свет (фотоны)   2. лицевой контакт  3. отрицательный слой 4. переходной слой  5. положительный слой  6. задний контакт

Солнечные  элементы  (СЭ)  изготавливаются  из  материалов,  которые  напрямую  преобразуют  солнечный свет в электричество.  В  настоящее  время  СЭ  изготавливается  из  кремния  (химический  символ  Si).  Кремний  это  полупроводник.  Он  широко  распространен  на  земле в виде песка, который является диоксидом  кремния  (SiO2),  также  известного  под  именем  "кварцит".  Другая  ­  электроника,  где  кремний  используется  для  производства  полупроводниковых  приборов  и  микросхем. применения  область  кремния

Типы солнечных элементов  Типы солнечных элементов  (использование нано­технологий) (использование нано­технологий) Монокристаллический Поликристаллический аморфный (тонкопленочный).  Различие в организации атомов кремния в кристалле,  что влияет на разный КПД преобразования энергии  света.  Моно­  и  поликристаллические  элементы  имеют почти одинаковый КПД, который выше, чем у  солнечных элементов, изготовленных из аморфного  кремния.

Конвертируем свет прямо в топливо  Конвертируем свет прямо в топливо идея  проста  –  с  соединить  электролизером,  Основная  солнечную  батарею  поместить в воду и собирать продукты.  При этом солнечный элемент изготавливается  небольшого  размера,  чтобы  его  было  легче  поместить  в  емкость  с  водой.  Как  известно,  солнечный  элемент  обычно  содержит  p­n­ переход,  и  при  освещении  p­область  заряжается  (выделяется  кислород),  а  n­область  –  отрицательно  (выделяется водород). положительно

ПРОБЛЕМЫ ДАННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА: ПРОБЛЕМЫ ДАННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА: Во­первых,  не  отработана  система  разделения  Во­первых, образующихся газов.  Во­вторых,  КПД  устройства  пока  варьируется  от  Во­вторых, 2,5%  (в  случае  непосредственного  закрепления  катализатора  на  поверхности  кремния)  до  4,7%  (в  случае соединения их проводами), в это время КПД  коммерческих  солнечных  батарей  превосходит  10%. В­третьих,  на  сегодняшний  день  удобное  и  В­третьих, компактное  хранение  водорода  до  сих  пор  представляет нерешенную проблему, и это все при  ­  куда  менее  удобная  и  том,  что  водород  универсальная форма энергии, чем электричество.

Полы