Variante constructive ale diodelor (PDF)

Elemente de electronică analogică Variante constructive ale diodelor Diodele Schottky se realizează prin contact metal-semiconductor de tip redresor, de obicei Al, Au, etc (anod) cu Si N slab dopat cu 17 3 impurităţi ( Vd=0 si dio...

Elemente de electronică analogică Variante constructive ale diodelor Diodele Schottky se realizează prin contact metal-semiconductor de tip redresor, de obicei Al, Au, etc (anod) cu Si N slab dopat cu 17 3 impurităţi ( Vd=0 si dioda inchisa. Tot curentul trece prin “sarcina” (sc/ circ). Apoi Vd creste, dioda se deschide si Iout scade. Daca R e prea mare, Iout=0. Care sunt diferentele fata de fotodiode? - acelasi principiu - fotodiode: f. rapide – deci jonctiune mica (C mici) - celule solare: max E – deci arii mari Ca folosire: fotodiodele polarizate invers; cele solare – nu Diode electroluminiscente (LED) sunt realizate din joncţiuni de tipul GaAs, semiconductor cu banda interzisă de circa 1,6 -1,7 eV. În urma recombinărilor directe (pt anumite materiale), se emit cuante de lumină în spectrul vizibil, cu diferite culori. Functionează numai la polarizare directă. Recombinarea electron-gol: - Directa – electron liber trece direct in locul unui gol in leg de valenta; se emite un foton (diferite in functie de material). Poate fi in spectrul vizibil sau IR. - Indirecta – prin intermediul unei impuritati; se emite caldura (fonon) Elemente de electronică analogică Teoretic: ambele, in orice material. In realitate in materialele cu recombinare indirecta (Si, Ge) predomina a doua – de cca 1000x mai mare; in materialele cu recombinare directa predomina prima Explicatia: pt emisie de foton trebuie conservarea impulsului, adica pel = pgol (deci acelasi k). Se intampla in anumite materiale compuse grIII+grV (GaAs, etc). La Si, Ge: pt a emite foton trebuie sa se alinieze impulsurile, deci electronul liber sa primeasca un impuls (prin vibratia structurii atomului) – foarte improbabil In total tot 8 electroni de valenta, structura asemanatoare cu Si: Practic, generarea e concentrata in zona activa (o zona suplimentara, foarte slab dopata/ nedopata, pt a nu avea recombinari date de impuritati): Elemente de electronică analogică Curentul e dat de electronii din zona n si golurile din p care inlocuiesc electronii si golurile care dispar prin recombinare in zona activa – intensitatea luminoasa e proportionala cu intensitatea curentului Structura de benzi energetice este (atentie zonele p/ n dispuse invers fata de figura anterioara): Elemente de electronică analogică E = h sau E = hc/ – Deci =hc/E = 4.14*10-15*3*108/E=1242*10-9/ E= =1242nm/ E GaAs ~ 1.6 eV = aprx 750 nm (infrarosu) GaP ~ 2 eV = 550 nm Combinatii pt dif. lungimi de unda! Si montare tipica (intr-o structura cu reflexie a luminii): Dioda LASER Trebuie ca radiatia electromagnetica sa fie in aceeasi directie si in faza (la LED ambele sunt aleatoare = emisie spontana) Principiul: emisia stimulata de radiatii Elemente de electronică analogică Pentru ca sa se intample: nr de electroni liberi sa fie (mult) mai mare decat al golurilor. La trecerea unui foton, se recombina acel electron care este in rezonanta cu fotonul. Se genereaza un nou foton, cu acceasi directie si faza ca cel initial. Structura: Benzile energetice facute a.i. sa fie stimulata aparitia unei concentratii mari de electroni si nu f mari de goluri. Pentru tensiuni (si deci si curenti) mici, nu e indeplinita conditia – lucreaza ca un LED. Peste U/ I de prag – apare emisie laser. Fotonii emisi sunt tinuti intr-o cavitate, cu pereti reflectorizanti, a.i. sa stimuleze noi radiatii. Doar o singura fanta - deci vor trece doar fotonii cu o anumita directie. Elemente de electronică analogică