Overview

מקור: דרק וילסון, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה

מוליכים למחצה הם חומרים שהיכולת שלהם לנהל זרם חשמלי תלויה מאוד בטמפרטורה שלהם וברמת הטומאה שלהם. הסוג הנפוץ ביותר של חומר מוליכים למחצה הוא סיליקון גבישי. רוב המוליכים למחצה הטהורים אינם מוליכים מצטיינים; כדי לשפר את המוליכות, מוליך למחצה טהור משולב לעתים קרובות או "מסומם" עם טומה. זיהומים אלה הם או תורמים, כמו זרחן וארסן, שתורמים אלקטרונים לסיליקון, או מקבלים, כמו בורון ואלומיניום, שגונבים אלקטרונים מהסיליקון. כאשר מקבלים לוקחים אלקטרונים מהסיליקון, הם משאירים אזורים של מטען חיובי הנקראים "חורים" שמתנהגים ביעילות כאלקטרונים טעונים באופן חיובי.

מוליך למחצה מסוג p נוצר כאשר סימום יוצר חורים שהם מוביל המטען הדומיננטי בחומר. מוליך למחצה מסוג n נוצר כאשר מוליך למחצה מסומם כך שמעביר המטען הדומיננטי הוא האלקטרון. כפי שניתן לצפות, נוצר צומת p-n בגבול שבין המוליך למחצה מסוג p למוליך למחצה מסוג n. האינטראקציה של אלקטרונים וחורים בצומת מעוררת את ההתנהגות המדהימה הנראית ברכיבי מעגלים כגון דיודות וטרנסיסטורים. מעבדה זו תבדוק את המאפיינים של צומת p-n יחיד בצורה של דיודת מוליכים למחצה.

Procedure

1. התבונן בהתנהגות של צומת p-n בצורה של דיודת מוליכים למחצה ומדוד את עקומת אופייני המתח הנוכחי שלה.

השג דיודה מוליכים למחצה, נורית LED (דיודת פולטת אור), מקור כוח, שני מולטי-מונים דיגיטליים, נגד 1 kΩ, כמה כבלי בננה ומחברים, ומדחום.
תראה את דיודת המוליכים למחצה. צריכה להיות להקה על אחד הקצ...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

תוצאות אופייניות עבור מדידות המעגל מוצגות בטבלה 1. משוואת דיודת Shockley מתארת את הזרם באמצעות דיודה כפונקציה של טמפרטורת הדיודה והמתח יורד על פניה. לטמפרטורה של 293.0 K, מתח של 555 mV על פני הדיודה, ומקדם אידיאליות שרירותי (אך מייצג) של n = 1.5,

Equation 2

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

מעבדה זו חקרה את המאפיינים של מוליכים למחצה וצומת p-n בצורה של דיודת מוליכים למחצה. דיודה היא רכיב מעגל המורכב מצומת p-n אחד. העקומה האופיינית של הדיודה נמדדה, והדיודה נצפתה לנהל זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד. נורית LED מכילה סוג מיוחד של צומת p-n הפולט אור בנוסף להתנהלות חד-כיוונית.

מ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here