Реферат: Развитие исследований полупроводников

Міністерство освіти і науки України

Рівненський державний гуманітарний університет

Кафедра загальної фізики

Доповідь на тему:

Виконав:
студент V курсу фізико -
технологічного факультету
групи ФТТ-51
Громов Микола Володимирович

Рівне–2000

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРВЫЙ ШАГ.. 3

РОЖДЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА. 4

ТРАНЗИСТОР И МИКРОСХЕМА. 6

ЛИТЕРАТУРА. 9

ПЕРВЫЙ ШАГ

С чего начинает юный радиолюбитель? С детекторного приемника. Предельно прост этот уди­вительный аппарат. Проволочная катушка, невзрачный камешек детектора, наушники. Вот и вся премудрость. А какая сказочная сила воплощена в соедине­нии нехитрых деталей!

Расспросите людей старшего поколения, которые своими руками делали первые детек­торные приемники. Они скажут: пожалуй, в на­ши дни новенький теле­визор вызывает меньше радости, чем те дере­вянные ящички.

Вот собранный при­емник торжественно водружен на столе. Его создатель залезает на крышу и протягивает длинную, метров в три­дцать — сорок, антенну. Идущий от нее провод он подключает к приемнику и некоторое время возится с детектором. Упираясь концом упру­гой пружинки в серебристый кри­сталлик, помещенный в стеклянной трубочке, надо нащупать на нем чувствительную точку. И как только это удается, совершается долгождан­ное «волшебство»: в наушниках зву­чит музыка или речь.

Кристаллик детектора — это, по­жалуй, самый первый полупровод­ник, нашедший широкое практиче­ское применение.

В ту пору, когда появились первые детекторы, они бы­ли еще очень несовершенны. Подчас больших трудов стои­ло найти чувствительную точку. Пружинка с нее то и дело соскакивала. Приходилось снова и снова налаживать приемник. Много изобретательности приложили инжене­ры, чтобы улучшить детектор.

Рождение полупроводникового диода.

Важными яви­лись работы немецкого физика К.Ф. Брауна по исследо­ванию проводимости целого ряда полупро­водников, сернистого цинка, перекиси свин­ца, карборунда и других, проведенные в течении 1906 г. В результате исследований была обнаружена односторонняя проводи­мость полупроводников. Это послужило толч­ком к созданию кристаллического детекто­ра только не К.Ф. Брауном, а американским генералом Х.Дамвуди (H.H.Dunwody) в том же 1906 г.

Нобелевская речь К.Ф.Брауна называ­лась “Мои работы по беспроволочной теле­графии и электрооптике”. Впоследствии она была издана отдельной книгой в России, в Одессе в 1910г.

На некоторое время кристаллический детек­тор уступил свое место в радиоприемнике элек­тронной лампе. Двухэлектродная лампа, исполь­зуемая для преобразования токов высокой часто­ты в токи звуковой (низкой) частоты, в радиопри­емной и измерительной аппаратуре носит название диод-детектор. Широкое внедрение в радиотехнику электронных ламп не остановило ис­следований по совершенствованию кристалличес­ких детекторов.

В 1919 году совершенствованием детектора увлекся молодой радиолюбитель Олег Владимирович Лосев. Меч­тая посвятить жизнь радиотехнике, он начал с того, что еще совсем юным поступил рассыльным на первую в на­шей стране Нижегородскую радиола­бораторию. Здесь заметили любозна­тельного и талантливого юношу. Со­трудники лаборатории помогли ему по­полнить образование, и вскоре Лосев приступил к самостоятельной научной работе.

В феврале 1922 г. 19-летний на­учный сотрудник Нижегородской лаборатории Олег Лосев результате целенаправленного ис­следования обнаружил короткий подающий учас­ток вольтамперной характеристики кристалличес­кого детектора, используя который, можно приво­дить к самовозбуждению колебательный контур. Он сконструировал радиоприемник с генерирую­щим кристаллом, названный 'Кристадином', что означало кристаллический гетеродин. В детекто­ре этого приемника использовалось пара 'цинкит - угольная нить', на которую подавалось постоян­ное напряжение порядка 10В. Он установил, что основным условием генерирования и усиления такой пары есть отрицательное сопротивление контактной пары детектора. Позже вместо цинки­та стали использовать галенит. Для того времени открытие Лосева было очень важным. Ведь обычный де­текторный приемник давал возмож­ность слушать лишь близкие станции. Дальний прием, особенно в городах, где много помех и трудно устроить вы­сокую и длинную антенну, оказывался практически невозможным.

Лосев сразу же опубликовал свои открытия, не запа­тентовав их, не требуя за них никакого денежного воз­награждения. Во многих странах радиолюбители приня­лись строить приемники по его схемам.

9 марта 1927 г. О. Лосев сообщил о ре­зультатах исследований детекторной пары «кар­борунд - стальная игла». Он обнаружил слабое свечение на стыке исследуемой поры разнород­ных материалов при прохождении через нее тока.

Характеристики свечения, отмеченные им в то время, сегодня являются важнейшими для совре­менных светодиодов, индикаторов, оптронов и из­лучателей инфракрасного света. Только после освоения производство полупроводников началось использование эффекта свечения О.Лосева.

Прошло более 30 лет, прежде чем кристалли­ческий детектор вернулся на свое место. За это время были выяснены принципы работы полупро­водников и наложено их производство. Сейчас промышленность выпускает большой ассортимент кристаллических детекторов, по современной клас­сификации они носят название полупроводнико­вых точечных диодов. При их изготовле­нии используют метод электрической формовки, т.е. мощные кратковременные импульсы токов про­пускают через точечный контакт. При этом кон­такт разогревается, о кончик иглы сплавляется с полупроводником, обеспечивая механическую прочность. В области контакта образуется малень­кий полусферический р-п-переход. Такие диоды имеют устойчивые электрические параметры.

Так как в настоящее время ламповые диоды использу­ются очень редко и наибольшее распростране­ние получили полупроводники, то полупроводни­ковые диоды называют просто диодами. Сравне­ние вольтамперных характеристик вакуумного и полупроводникового диодов показывает, что в об­ласти прямого напряжения характеристика полу­проводникового диода напоминает ламповую. Разница лишь в том, что один и тот же ток для полупроводникового диода получается при зна­чительно меньших напряжениях. Это и является пре­имуществом полупроводниковых диодов при ис­пользовании их в выпрямителях. Недостаток полу­проводникового диода - наличие обратного тока, хотя и небольшого по сравнению с прямым то­ком. Диоды, используемые в схемах выпрямления, называют также вентилями.

В 1926 г. был предложен полупроводниковый выпрямитель переменного тока из закиси меди. Позднее появились выпрямители из селена и сернистой меди. Бурное развитие радиотехники (особенно радиолокации ) в период второй мировой войны дало новый толчок к исследованиям в области полупроводников. Были разработаны точечные выпрямители переменных токов СВЧ на основе кремния и германия, а позднее появились плоскостные германивые диоды.

Полупроводниковые приборы быстро и широко распространились за 50-е-70-е годы во все области народного хозяйства.

В 1957 г. класс диодов пополнился новыми приборами - управляемыми полупроводниковыми вентилями. Международная электротехническая комиссия (МЭК) дала им название тиристоры. Слово 'тиристор' состоит из двух слов: греческого thyra - дверь, вход и анг­лийского resistor - сопротивление. Тиристоры пред­ставляют класс полупроводниковых приборов, ко­торый подразделяется на диодные (динисторы}, триодные (тринисторы), запираемые и симметричные (симисторы).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--