Содержание и методика изучения темы "Электрический ток в полупроводниках" в современной школе
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
?еличить в 2-3 раза силу света. Наличие заглубленного посадочного места облегчает центровку кристалла относительно оптической оси прибора. Высота полимерной линзы определена исходя из необходимости обеспечения заданной диаграммы направленности излучения (угол излучения 35). Отношение высоты полимерной линзы S к радиусу сферы R выбрано равным 1,7.
Зависимость силы света от тока для зеленого цвета свечения сверхлинейна, для красного-сублинейна. Зависимость силы света от температуры для обоих р-n-переходов примерно одинакова. Температурный коэффициент составляет минус (5-8)*10-3 К-1.
Диод позволяет, управляемо изменять цвет свечения от красного до зеленого с получением промежуточных цветов: оранжевого, желтого и др.
В последнее время появились сообщения о создании двухпереходных однокристальных GaP диодов повышенной эффективности, содержащих оба р-n-перехода с одной стороны подложки. Структура диода выращивается жидкостной эпитаксией на подложке n-GаР, ориентированной в плоскости (111) В, двумя раздельными процессами. Устройство структуры следующее: слой n1 (примыкающий к подложке) толщиной 40 мкм, легированный Те до n 8*1017см-3;
слой р1 толщиной 50 мкм, легированный Zn до p2*1017см-3 и кислородом; слой р2 толщиной 40 мкм, легированный Zn до p6*1017см-3 и азотом; слой n2 толщиной 25 мкм, легированный S до nl*1017 см-3 азотом.
Первый р-n-переход (n1-p1) излучает красный свет, второй (n2-р2) - зеленый. В отличие от диода типа АЛС331А, описанного выше, данный диод имеет общий анод. Верхний р-n-переход часто изготавливается планарным благодаря применению разделительной диффузии цинка.
Для восстановления эффективности р-n-перехода с красным свечением, снизившейся в результате проведения второй эпитаксии по выращиванию р-n-перехода с зеленым свечением, применяется длительная термообработка структуры (400-600С на воздухе в течение 20-70 ч).
Полученные диоды в полимерной герметизации характеризуются высокими значениями внешнего квантового выхода излучения: для красного света -4 % при токе 3мА (плотность тока 2А/см2), для зеленого света- 0,4 % при токе 20 мА (12,5А/см2). Такие значения примерно соответствуют эффективности одноцветных светоизлучающих диодов.
В пользу применения светодиодов, кроме их декоративных свойств, говорит также малое потребление энергии, большой срок службы и обусловленные этим низкие затраты на техническое обслуживание. Затраты на эксплуатацию светодиодного оборудования также минимальны.
Светодиоды уже используются в светофорах на автострадах, железных дорогах и в аэропортах - там, где перегоревшая лампа представляет значительную угрозу, и цена не является доминирующим фактором.
Рис.1.8
Динистор
Каждый полупроводниковый прибор из класса тиристоров представляет собой "пирог" из нескольких слоев, образующих полупроводниковую структуру из чередующихся p-n переходов. У динистора три таких перехода, но выводы сделаны лишь от крайних областей (p и n). Поверхность кристалла-"пирога" с электропроводностью n типа обычно припаяна ко дну корпуса это катод динистора, а вывод от противоположной поверхности кристалла выполнен через стеклянный изолятор это анод.
Как и в случае с диодом, на анод динистора подают плюс напряжения питания, а на катод минус. И обязательно в цепь динистора включают нагрузку: резистор, лампу, обмотку трансформатора и т. д.
полупроводник диод транзистор урок
Если плавно увеличивать напряжение, ток через динистор будет вначале расти незначительно. Динистор при этом практически закрыт. Такое состояние продолжится до тех пор, пока напряжение на динисторе не станет равным напряжению включения Uвкл В этот момент в четырех слойной структуре наступает лавинообразный процесс нарастания тока и динистор переходит в открытое состояние. Падение напряжения на нем резко уменьшается (это видно на характеристике), а ток через динистор теперь будет определяться сопротивлением нагрузки, но он не должен превышать максимально допустимого тока.
Напряжение, при котором динистор открывается, называют напряжением включения (Uвкл), а соответствующий этому значению ток - током включения (Iвкл). В открытом состоянии динистор может находиться до тех пор, пока прямой ток через него будет превышать минимально допустимый ток Iуд, называемый током удержания.
1.2.4 Полупроводниковый лазер
Полупроводниковый лазер - полупроводниковый квантовый генератор, лазер с полупроводниковым кристаллом в качестве рабочего вещества. В полупроводниковом лазере в отличие от лазеров других типов, используются излучательные квантовые переходы не между изолированными уровнями энергии атомов, молекул и ионов, а между разрешенными энергетическими зонами кристалла. В полупроводниковом лазере возбуждаются и излучают (коллективно) атомы, слагающие кристаллическую решётку. Это отличие определяет важную особенность полупроводниковых лазеров - малые размеры и компактность (объём кристалла ~10-6-10-2см3). В полупроводниковых лазерах удаётся получить показатель оптического усиления до 104 см-1, хотя обычно для возбуждения генерации лазера достаточны и меньшие значения. Другими практически важными особенностями полупроводниковых лазеров являются: высокая эффективность преобразования электрической энергии в энергию когерентного излучения (до 30-50%); малая инерционность, обусловливающая широкую полосу частот прямой модуляции (более 109 Ггц); простота конструкции; возможность перестройки длин