Жартылай өткізгіш диодтар


КІРІСПЕ
1 ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТІ ҚҰРАЛДАР
1.1 Жартылай өткізгіштік материалдарға қысқаша түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
2 ФОТОДИОД ЖӘНЕ ОНЫҢ ТҮРЛЕРІ
2.1 Оптожұптар. Оптожұп элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..7
2.2 Фототранзисторлар. Фототранзисторлардың негiзгi сипаттамалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.3 Фотоэлектрлік түрлендіргіштер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15

ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...22
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30
Электрлік қасиеті бойынша жартылай өткізгіштер диэлектрик және өткізгіштер арасындағы аралас орынды алады. Өткізгіштердің меншікті кедергісі -106-т- 10s Ом/м, диэлектриктердін,-108-т- 10шОм/м, жартылай өткізгіштердің -0,1 -т-108 Ом/м.
Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі бірнеше факторларға байланысты: температураға, жиілікке, жарыңқа және құрамындағы қоспаларға. Температура өскен сайын жартылай өткізгіштердің кедергісі азаяды.
Жартылай өткізгішті құралдарды құру үшін германий, кремний, арсений, галий кристалдары және селена жиі қолданылады.
Жартылай өткізгіштерде екі түрлі заряд тасымалдаушылары бар: теріс зарядталған электрондар жөне оң зарядталған саңылаулар.
Әрбір төрт валентті атом электрондары көрші атомдармен жалпы электрондық жұп құрады (коваленттік байланыс).00Ктемпературасында жартылай өткізгіштің барлық валентті электрон кристалдары ковалентті байланысқан, сондықтан бос электрондар болмайды, яғни жартылай өткізгіш диэлектрик болып табылады.
Температураны жоғарылатқанда кейбір электрондар ковалентті байланысты бұзатын кинетикалық энергияға ие болады. Мұндай электрондар өз атомдарын тастап, бос болады.
Кристалдағы бос электрондар өткізгіш электрондары болып табылады, егер жартылай өткізгіште электрлік өріс әрекет етсе, онда бос электрондар жартылай өткізгіште токты туғыза отырып, бағыт бойынша жылжиды. Жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі электронды өткізгіш немесе п түрдегі өткізгіш деп аталатын бос электрондардың бағыт бойынша жылжуына негізделген.
1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники.- М.: Лаборатория базовых знаний, 2000.
2.Першин В.Т. Основы радиоэлектроники и схемотехники.- Р.Д.: Высшее образование, Феникс,2006.
3.Травин Г.А. Основы схемотехники . (часть 2)- Н.:СибГУТиИ, 2006.
4.Микушин А.В., Сединин В.И. Схемотехника цифровых устройств (часть 1) Н.: СибГУТиИ, 2007.
5. Степанов А. Информатика.- М.: Высшая школа, 2004.
6. Соловьева Л.Ф. Сетевые технологии: Учебник-практикум.- СПб.: БХВ-Петербург, 2004.
7. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники.- М.: Высшая школа, 2004.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 29 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге




МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
1 ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТІ ҚҰРАЛДАР
0.1 Жартылай өткізгіштік материалдарға қысқаша түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 ФОТОДИОД ЖӘНЕ ОНЫҢ ТҮРЛЕРІ
2.1 Оптожұптар. Оптожұп элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
2.2 Фототранзисторлар. Фототранзисторлардың негiзгi сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.3 Фотоэлектрлік түрлендіргіштер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15

ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 30

КІРІСПЕ

1. ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТІ ҚҰРАЛДАР
1.1 Жартылай өткізгіштік материалдарға қысқаша түсінік.

Электрлік қасиеті бойынша жартылай өткізгіштер диэлектрик және өткізгіштер арасындағы аралас орынды алады. Өткізгіштердің меншікті кедергісі -106-т- 10s Омм, диэлектриктердін,-108-т- 10шОмм, жартылай өткізгіштердің -0,1 -т-108 Омм.
Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі бірнеше факторларға байланысты: температураға, жиілікке, жарыңқа және құрамындағы қоспаларға. Температура өскен сайын жартылай өткізгіштердің кедергісі азаяды.
Жартылай өткізгішті құралдарды құру үшін германий, кремний, арсений, галий кристалдары және селена жиі қолданылады.
Жартылай өткізгіштерде екі түрлі заряд тасымалдаушылары бар: теріс зарядталған электрондар жөне оң зарядталған саңылаулар.
Әрбір төрт валентті атом электрондары көрші атомдармен жалпы электрондық жұп құрады (коваленттік байланыс).00Ктемпературасында жартылай өткізгіштің барлық валентті электрон кристалдары ковалентті байланысқан, сондықтан бос электрондар болмайды, яғни жартылай өткізгіш диэлектрик болып табылады.
Температураны жоғарылатқанда кейбір электрондар ковалентті байланысты бұзатын кинетикалық энергияға ие болады. Мұндай электрондар өз атомдарын тастап, бос болады.
Кристалдағы бос электрондар өткізгіш электрондары болып табылады, егер жартылай өткізгіште электрлік өріс әрекет етсе, онда бос электрондар жартылай өткізгіште токты туғыза отырып, бағыт бойынша жылжиды. Жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі электронды өткізгіш немесе п түрдегі өткізгіш деп аталатын бос электрондардың бағыт бойынша жылжуына негізделген.

Электронның жоғалтқан атом бос орынды (саңылау қалыптастырады. Бұл орынға көрші атомнан валентті: электрон ауысуы мүмкін, оның орнына саңылау пайда болады, яғни саңылау электрон сияқты кристаллішінде адасып жүреді. Сыртқы электрлік өріс болған кезде саңылау бағыттары электрон бағыттарына қарама-қарсы болады. Саңылаулардың бағыттары электрлік токтың өтуін
туғызады. Саңылаулардың жылжуы электрондардьщ жылжуынан аз. Саңылаулардың жылжу бағытына байланысты пайда болған жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі, саңылау өткізгіштігі немесе р түрдегі өткізгіш деп аталады. п түрдегі жартылай өткізгіштегі электрондарды негізгі ток тасушылар деп атайды, ал саңылаулар - негізгі емес ток тасушылар. р түрдегі өткізгішке саңылаулар негізгі тасымалдаушыға, ал электрондар негізгі емес тасымалдаушыға жатады.
Таза жартылай өткізгіштер жартылай өткізгішті құралдарда тәжірибе жүзінде пайдаланылмайды, себебі өткізгіштікті жөне біржақты өткізгіштікті қамтамасыз етпейді.
Жартылай өткізгішті құралдар жасау үшін өткізгіштің бір түрі басым болуы қажет. Ол үшін химиялың таза жартылай өткізгішке периодтық жүйенің V (2.1, а-сурет) немесе III (2.1, б-сурет) топтық элементтерінің қоспасын ендіреді.

Жартылай өткізгішті құралдардың жұмысы әр түрлі түрдегі өткізгіштігі бар аудандардың өзара жанасу: электрондық және саңылаулық құбылысына негізделген. р- жане п- түрдегі жартылай өткізгіштер арасындағы шекара электронды саңылаулық өту немесе р-n өту деп аталады (2.4, а-сурет).

a) жұқарланган қабаттың щрылымы; б) зарядтың таралуы; в) өріс кернеулігі; г) потенциалдың таралуы
Жартылай өткізгізштің басқа түрдегі өткізгіштермен жанасуында, диффузия әсерінен электрондар р- аймағында, ал саңылаулар п- аймағына ауыса бастайды, нәтижесінде п- аймағының шекаралық қабаты оң, ал р-аймағы теріс зарядталады. Аймақтар арасында электрлік өpic пайда болады, ол негізгі ток тасымалдаушыларға тосқауыл көрсетеді, соның арқасында р- п- өтуде зарядтар концентрациясы төмен аймақ құрылады. Бұл аймақта тасымалдаушылар (электрондар мен саңы-лаулар) жоқ, сондықтан аймақты жұқарланған қабат деп атайды. р- п- өтудегі электрлік өрісті потенциалды тосқауыл; ал р- п- өтуді жабу қабаты деп атайды. Егер сыртқы электрлік өpic бағыты, р- п- өтудің ( + р- аймағында, - n- аймағында) өріс бағытына қарама-қарсы болса, онда потенциалды тосқауыл азаяды, р- п-өтудің концентрациялық заряды ұлғаяды, демек өту кедергісі кеңдігі кемиді (2.4, ә-сурет). Кернеу көзінің таңбасын өзгерткенде электрлік өріс р- п- өтудің өріс бағытымен сәйкес келеді, өтудің кеңдігі және кедергісі
ұлғаяды (2.4б-сурет).

2,4-сурет. Кернеу көз таңбасының p-n- өту қабатының кеңдігіне әсері:
а)р- п- өту қабаты; ә)р- п- өту қабатын
кернеу көзіне тура қосу; б) р- п өту қабатын кернеу
көзіне кері қосу

2 ФОТОДИОД ЖӘНЕ ОНЫҢ ТҮРЛЕРІ
2.1 Оптожұптар. Оптожұп элементтері.

Кері тоғы р-n өтпесінің жарықталуына байланысты өзгеріп отыратын шала өткізгішті диод фотодиод деп аталады. Фотодиодтар екі түрлі жұмыс кезінде пайдаланылады: сыртқы қорек көзінсіз фотогенератор ретінде және сыртқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде. Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір р-n өтпесінен тұрады. Бірақ түйіспенің ауданы басқа диодтарға қарағанда әлдеқайда үлкен юолады, өйткені сәуле осы ауданға перпендикуляр түсуі керек. (7-ші әдебиеттің, 231 бетіндегі 10,13-ші суретті қараңыз). Р-n өтпесіне түскен сәуле фотондары қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік аймаққа өтеді. Осының салдарынан екі шала өткізгіште де зарыд тасушы қос бөлшектредің (электрондар мен кемтіктер) саны көбейеді. Фотогенератор түрінде жұмыс істейтін фотодиодтар күн сәулесінің өнергиясын электр энергиясына түрлендіретін қорек көздері ретінде пайдаланылады. Оларды күн сәулелеік элементтер деп атап, олардын күн сәулелік батарея құрайды. Бірақ мұндай күн сәулелік элементтердің пайдалы әсер коэффициенті өте төмен - 20 % шамасында ғана болады.
Aктивті - индуктивті жүктемені байланыстырудағы ток күші көбеюінің шығарулары мен шек салуларында ауыстырудың қажетті траекториясын құруға мүмкіндік беретін түрлі ауыстырудың траекториясын құру тізбектері(АТҚТ) қолданылады. Қарапайым жағдайда активті-индуктивті жүктемені немесе RS-тізбегін шунттайтын, МОП транзисторының бастауы мен ағынына параллель қосылатын диод болуы мүмкін.
Фотодиод - фотосезімтал аймағына түскен жарықты p-n өткелдегі процесстер арқылы электр зарядына айналдыратын оптикалық сәулелену құрылғысы.
Жұмысы фотовольттік эффектке негізделген фотодиод күндік элемент деп аталады. p-n фотодоидтарынан басқа p-і-n фотодиодтары да бар, p және n қабаттарының арасында легирленбеген жартылай өткізгіш і қабаты орналасқан. p-n және p-і-n фотодиодтары жарықты тек электр зарядына айналдырады, бірақ оны күшейтпейді, ал көшкіндік фотодиод пен фототранзисторларының жұмыс істеу принципі:
Базада кванттық сәулеленудің әсерінен еркін тасымалдағыштардың генерациясы орын алады. Олар p-n өткел шекарасына ұмтылады. Базаның ені кемтіктер p-өткеліне өтіп үлгермейтіндей етіп жасалынады. Фотодиод тогы негізгі емес тасымалдаушылар тогымен - дрейфтік токпен анықталады. Фотодиодтың тез әрекет етуі p-n өткелінің тасымалдаушыларының бөліну жылдамдығымен және p-n өткелдің сыйымдылығымен С p-n анықталады.
Фотодидо екі режимде жұмыс жасай алады:
Фотогальвиндік - сыртқы кернеусіз
Фотодиодты - сыртқы кері кернеулі
Ерекшеліктері:
Құрастыру технологиясы мен құрылымы қарапайым;
Жоғары фотосезімталдығы мен тез әрекеттігінің сәйкестендірілуі;
Базаның аз кедергісі;
Инерциясы аз;
Фотодиодтың құрылымдық сұлбасы
1 - жартылай өткізгіш кристалы; 2 -- түйісулер; 3 -- шықпалар; Ф - электромагниттік сәулелену ағыны; E - тұрақты ток көзі; RH - жүктеме.
Топтастыру
p-і-n фотодиоды
негізгі мақала: p-і-n фотодиоды
p-і-n құрылымының ортаңғы i-аумағы өткізгіштіктері қарама қарсы екі қабат арасында орналасқан. Үлкен кернеу болғпн кезде і- қабатын да, сәулелендірудегі фотондар есебінен пайда болған еркін тасымалдағыштарды да кішірейтеді, p-n өткелінде электр өрісінде үдеу алады. Бұл тез әрекеттенуде және сезімталдығына ұтыс береді. p-і-n фотодиодында тез әрекеттенудің жоғарылауы диффузия процесі күшті электр өрісінде электр зарядының дрейфымае ауысыуымен анықталады. Uобр~0,1В болған кезде p-і-n фотодиоды тез әрекет ету артықшылығына ие болады.
Артықшылықтары:
1) Спектрдің ұзын толқынды бөлігіндегі сезімталдықты қамтамасыз ету і-аймағының енінің өзгеруі арқылы жүзеге асады;
2) Жоғары сезімталдық және тез әрекеттену;
3) Аз жұмыс кернеуі Uраб.
Кемшіліктері:
і- аймағында жоғары жиілікті алу қиындығы
Шоттки фотодиоды
Құрылымы металл - жартылай өткізгіш. Құрылымды құрғанда электронардың бір бөлігі металлдан p-типті жартылай өткізгішке ауысады.
Көшкінді фотодиод
Негізгі мақала: көшкінді фотодиод Құрылымда көшкінді тесу қолданылады. Ол фототасымалдағыштардың энергиясы электронды кемтіктік жұптар энергиясынан көп болған кезде пайда болады. Өте сезімтал. Бағалау үшін көшкінді көбейту коэффициенті:
Көшкінді көбейтуді жүзеге асыру үшін екі шартты орындау қажет:
1) Кеңістікті заряд аумағының электр өрісі аса үлкен болуы қажет, себебі электрон еркін қозғалу ұзындығындағы энергиясы тыйым салынған аумақ еніндегіге қарағанда үлкен болуы қажет:
2) Кеңістікті заряд аймағының ені еркін қозғалу енінен аса үлкен болуы қажет:

Ішкі күшеткіш коэффициентінің мәні фотодиод түріне байланысты M=10-100 мәнге ие болады.
Гетероқұрылымды фотодиод
Гетероөткел дегеніміз тыйым салынған аймақтағы ендері әр түрлі екі жартылай өткізгіш арасында пайда болатын қабат. p+ қабаты қабылдаушы терезе рөлінде болады. Зарядтар орталық аймақта генерацияланады. Тыйым салынған аймақтағы ендері әр түрлі жартылай өткізгіштерді таңдау арқылы толқын ұзындықтарының барлық диапазонын жауып тастауға болады. Кемшілігі - жасау қиындығы.
Қарапайым оптрон - фотондық байланысы бар жұп
Оптрон - жарық көзін және онымен сәйкестендірілген фотокабылдағышты біріктіретін активті элемент, онда сыртқы электр сигналы оптикалық сигналға түрленіп күшейтіледі, сонан кейін қайтадан электрлік сигналға айналдырылады, немесе осы процестер кері бағытта жүргізіледі, бірақ күшейту еселігі міндетті түрде бірден үлкен болуы қажет.
Негізгі артықшылығы - кіріс және шығыс тізбектерін ажырату мүмкіндігі, яғни гальваникалық немесе оптикалық ажырату.
Оптрондар екі түрге бөлінеді:
а) сыртқы фотондық және ішкі электрлік байланысы бар оптрон.
8.14-суреттегі ФҚ - фотокабылдағыш, К - электр сигналдарын күшейткіш, ЖК - жарық көзі.

Шығыс жарықтылық Вшығкіріске пропорционал өзгереді Вкір. Оптикалық сигнал электрлікке түрленеді, сонан кейін электрондық күшейткішпен күшейтіліп қайтадан оптикалық сигналға айналдырылады.
Егер кіріс сигналының спектрлік құрамы бірдей болса ВшығВкір болса, онда гомохро-матикалық күшейту орын алады, ВшығВкір және әртүрлі спектрлер болса, онда гетерохроматикалық күшейту немесе сәулеленуді түрлендіру болады. Бір толқын ұзындығын басқаға түрлендіруге болады. Оптикалық ФҚ және ЖК қолданған жағдайда жарық күшейеді.

Оптронның негізгі (беріліс) сипаттамасы Вшығ = f(Вкір) 8.15-суретте келтірілген. Сипаттаманың пайдаланылатын бөлігі - сы - зықты бөлігі, жарықтылықтың үлкен және кіші мәндерінде бейсызықты аралықтар пайда болады.
Оптрон - оптоэлектрондық күшейткіштер мен бейнені түрлен - діргіштердің негізі. Көптеген оптрондардан тұратын матрицаның кірісіндегі бейне, шығысында күшейтіледі немесе түрленеді (мысалы, көрінбейтін көрінетінге);
б) ішкі фотондық байланысы бар оптрон (8.16-сурет).
Мұндағы ЖК - жарық көзі, Ж - жарық жолы, ФҚ - фотоқабылдағыш. Осының барлығы жарық өтпейтін саңылаусыз

корпусқа орналастырылған. Электр сигналы оптикалық сигналға айналдырылып күшейтіледі және қайтадан электрлік сигналға айналдырылады.
Оптрондар электр сигналын түрлендіру, күшейту, қалыптастыру:
а) және т.б. мақсаттарда пайдаланылады.
Егер оптрон бір сәулелендіргіштен және бір қабылдағыштан тұрса, онда ол оптожұп немесе қарапайым оптрон деп аталады.
Қосымша сәйкестендіргіш және күшейткіш құрылғылары бар бірнеше оптожұптардан тұратын микросұлба оптоэлектрондық интегралдық микросұлба деп аталады.
Опторндардың артықшылықтары:
а) қабылдағыш пен сәулелендіргіштің электрлік ажыратылуы;
б) жиіліктер жолағы кең (0...1014 Гц);
в) сыртқы электромагниттік өрістерден жақсы қорғалған;
г) басқа шала өткізгіш аспаптармен біріктірілуі мүмкін.
Кемшіліктері:
а) тұтынылатын қуаты үлкен;
б) температуралық тұрақтылығы және радиациялық төзімділігі төмен;
в) параметрлерінің ескіруі және өзгеруі;
г) өзінен туындайтын шуларының деңгейі жоғары.
8.4.2 Оптрондардың түрлері
Негізінен жарық көзі ретінде оптрондарда инжекциялық сәулелі диод пайдаланылады. Сәулелену спектрі даярлану материалына тәуелді және фотокабылдағыштың типімен ерекшеленеді:
а) резисторлық оптожұп (8.17,а-сурет), ондағы жарық көзі - сәулелі диод, фотокабылдағыш - кадмий селенидінен, кадмий немесе қорғасын сульфидтерінен жасалған фоторезистор;
б) диодтық оптрон (8.17,б-сурет) сәулелі диод (GaAs) пен фотодиодтың (Si) біріктірілуін көрсетеді;
в) фотоварикаптық оптрон (8.17,в-сурет);
г) транзисторлық оптрон - галлий арсенидінен жасалған сәулелі диод кремний фототранзи:
а)стормен (8.17,г-сурет);
д) құрама транзисторлы оптрон, оның сезімталдығы жоғары, бірақ шапшаң - дығы төмен (8.17, д-сурет);
е) диодты транзисторлық оптрон (8.17,е-сурет), шапшаңдығы алдыңғы оптронға қарағанда жоғары;
ж) бір өткелді транзисторлы оптрон (8.17,з-сурет).
Бір өткелді фототранзисторды мына мақсаттарда пайдалануға болады:
1) тек базалар қосылған кезде фоторезистор ретінде;
2) тек эмиттерлік өткел қосылған кезде фотодиод ретінде;

3) барлық үш электрод қосылған кезде бір өткелді транзистор ретінде;
и) өрістік транзисторлы оптрон жақсы сызықты шығыс сипаттамалары болғандықтан оларды аналогты құрылғыларда пайдалану қолайлы;
к) тиристорлық оптрон. Фоторезисторлық және фотодиодтық оптрондардан асқын жұмыстық кернеулер кезіндегі жоғары жүктемелік қабілеттігімен ерекшеленеді.
л) оптоэлектрондық интегралдық сұлбаларда (ОЭ ИС) жеке бөлшектер арасында оптикалық байланыс бар. Бұл микросұлбаларда диодтық, транзисторлық және тиристорлық оптожұптар негізінде жарық көздері мен фотоқабылдағыштардан басқа, фотоқабылдағыштан келген сигналды өңдеуге арналған құрылғылар бар. ОЭ ИС ерекшелігі - сигналды бір жақты тарату және кері байланыстың болмауы. Оптоэлектрондық аспаптардың техникасының келешегі бар және үздіксіз даму үстінде.

2.2 Фототранзисторлар. Фототранзисторлардың негiзгi сипаттамалары

Фотоқабылдағыштарға фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, фототиристр, күн батареясы т.б жатады. Фоторезистор қандай да бір оптикалық сәуленің әсерінен өзі электрлік кедергіні өзгерте алатын құрылғы шалаөткізгіш резистор немесе фоторезистор деп аталады. фоторезистордың шартты белгіленуі.
Фоторезистор - жұмысы ішкі фотоэффектіге негізделген, жарық әсерінен электрлік кедергісі кеміп, электр өткізгіштігі артатын шалаөткізгіш аспап. Фоторезистордың негізгі бөлігі -- шалаөткізгіш материалдың (кадмий және қорғасын сульфиді, кадмий селениді, висмутты-күкіртті және т.б.) жұқа фотосезімтал қабаты. Фоторезистордың негізгі сипаттамаларының бірі ток сезгіштігі болып табылады. Оның өткізгіштігі:
толық ток. темновой ток. W-қалыңдығы, d- ені, l- фоторезистор қалыңдығы, (1+b) - тұрақты шама.
Фотодиод деп - жарық әсерінен жұмыс істеуші құрылғы, яғни валенттік зонадан өткізгіштік зонаға электрон ұшып өтеді, ол жерде кемтіктермен әсерлесу салдарынан ток пайда болады. Бұл процесс фотонның әсерлесуінен пайда болады. Фотодиод ішкі фотоэффект құбылысына негізделген фотоэлектрлік құрылғы, яғни жарық фотон энергиясын ток көзіне айналдыратын процесс. Ішкі фотоэффект құбылысы жарық p-i-n ауысуы аумағына түскен кездегі жарық энергиясы әсерінен шалаөткізгіштегі атомдарда ионизация процесі болады, негізгі заряд тасымалдаушылар электрон мен кемтіктер арасында ауысу болады. электрон мен кемтіктер заряд тасымалдаушылары қозғалысы салдарынан ток пайда болады, осы токты фототок деп атайды. Фототок екі түрлі режимде жұмыс жасайды: фотогенератор және фототүрлегдіргіш түрінде. Негізгі параметрлеріне жарықтың шағылу қуаты, түскен жарық ұзындығы жатады. р-i-n негізіндегі фотодиод.
Фототранзисторлар. Фототранзистор фотоқабылдағыштардың бір түрі болып табылады. Фототранзистор деп жарық ( фотон) коллектор аймағына түседі. Жарық ағыны көбеюі арқылы ток және оның қуаты артады. Бұл тек бір режимде болады. Фототранзистор - ішкі фотоэффекті негізінде жұмыс істейтін, фототокты күшейту үшін транзисторлар құрылымдары мен жұмысы пайдаланылатын фотоэлектрондық шалаөткізгіш аспап. Индикаторлық құрылғыларда, автоматикада колданылады. Фототранзисторды ортақ базалы, ортақ эммиттерлік, ортақ коллекторлық түрде еркін қосуға болады. Сондай ақ фототранзисторға оптикалық және электрлік сигналдарын жіберуге болады.

Микроэлектрониканың технологиялық негіздері. Микроэлектрондық құрылғылар күрделі құрылымда жасалынған шалаөткізгіштік пленка немесе пластина. Интегралды микросхема ( ИМ) құрамында активті, пассивті элементтері бір техникалық циклда жасалынған, өзара электрлік байланысу барысында өте тығыз орналасқан, өз алдына жеке функционалдық қызмет атқаруға арналған жеке тексеру, пайдалану, қабылдау кезінде бөлшектеуге келмейтін микроэлектронды құрылғы. Интеграция деңгейіне байланысты ИМ бөлінеді: Кіші ИМ: кристалында 100 элементке дейін болады. Орташа ИМ: кристалда 1000 элементке дейін болады. Үлкен ИМ: кристалда 10 мың элемент бар. Аса үлкен ИМ: кристалда 10 мыңнан астам элементтер кездеседі. Ультраүлкен ИМ (УБИС): кристалда 1млрд. дейін элемент болады. Гигаүлкен ИМ (ГБИС): кристалда 1млрд. астам элементтер болады. ИМ алу технологиясы бойынша екі топқа бөлінеді: 1. Планарлы диффузиялы - ол диффузия жолымен алынады. 2. Планарлы эпитаксиал: бір элементтің ішіне басқа бір элементті қосып өсіру эпитаксия деп аталады. Эпитаксия екі жолмен алынады: сұйық фазалы ортада және газды ортада. Жасалу технологиясы бойынша ИМ классификациясы: шалаөткізгіштік, пленкалы, гибридті, аралас интегралды микросхема. Шалаөткізгіштік ИМ - барлық элементтер тек бір ғана шалаөткізгіштік кристалда жасалынады. Оларға кремний, германий, т.б жатады. Пленкалы ИМ - барлық негізгі және қосымша элементтер пленка түрінде жасалынады. Ол қалыңпленкалы және жұқа пленкалы интегралды микросхема деп екіге бөлінеді. Гибридті ИМ - бірнеше корпуссыз микродиодтардан, корпуссыз транзисторлардан немесе басқа да электронды активті элементтерден жасалынады. Ал электронды пассивті компоненттерден ( резистор, конденсаторы, индуктивті катушка) көбінесе жұқа және қалың пленкалы микросхемаларда қолданылады. Аралас ИМ- шалаөткізгіштік кристалдардың бетінде қалың немесе жұқа пленкалы пассивті элементтер болады, яғни бұл интегралдық микросхемада актив және пассив элементтері аралас болады. интегралды микросхема сигналды өңдеуіне байланысты аналогтық, цифрлық, аналогты- цифрлы болып үшке бөлінеді. Аналогты ИМ үздіксіз функция заңы бойынша кіріс және шығыс сигналдары оң және теріс кернеу диапазонындағы аралығында өзгереді. Цифрлық микросхема - кіріске түскен сигнал және шығыстан шыққан сигнал тек қана екі түрде турленіп шығады: логикалық бір және ноль. Әрқайсысына белгілі бір диапазондағы кернеу беріледі. Аналогты - цифрлы микросхема екі түрлі формада өңдейді, яғни ол аналогты - цифрлы түрлендіргіш болып табылады. р- п ауысуы изоляцияланған планарлы диффузиялы интегралдық микросхемалар:

2.3 Фотоэлектрлік түрлендіргіштер

Фотоэлектрлік түрлендіргіштер деп шығыс сигнал түрлендіргішке түсетін жылулық ағымға байланысты өзгеретін түрлендіргіштерді айтады. Фотоэффект құбылысын 1888жылы орыс ғалымы А. Г. Столетов ашты.
Фотоэлектрлік түрлендіргіштер немесе фотоэлементтер үш түрге бөлінеді: сыртқы фотоэффектісі бар фото - элементтер, ішкі фотоэффектісі бар және фотогальваникалық түрлендіргіштер.
Сыртқы фотоэффектісі бар фотоэлементтер. Олар ішкі бетіне катод түзетін фотосезімтал материал қабаты орналасатын вакуумдық немесе газбен толтырылған сфералық шыны баллондар болып табылады. Анод никель сымынан дайындалған сақина немесе тор түрінде болады. Қараңғыланған күйде фотоэлемент арқылы термоэлектрондық эмиссия (10-12А) және электродтар арасындағы ағыс (10-10... 10-7А) нәтижесі болып табылатын көлеңкелік ток өтеді. Жарықтанғанда жарық фотондары әсерінен фотокатод ролін электрондаратқарады. Егер анод пен катод арасына кернеу берілсе, онда бұл электрондар электр тогын құрайды. Электр тізбегіне қосылған фотоэлементтің жарықтылығын өзгерткенде сәйкесінше осы тізбектегі фототок өзгереді. Вакуумдық ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Жартылай өткізгішті диодтар
Металл-жартылай өткізгіш түйіспе
Жартылай өткізгіш лазерлер
Азғындалған жартылай өткізгіш
Диодтар
Тунельдік диодтар
Өткізгіш ұлпалар
Шала өткізгіш приборлар
Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі
Жартылай өткізгіштер туралы жалпы сипаттама
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь