Wykład IX, 15.05.2006
Przykłady podstawowych urządzeń optoelektroniki
otrzymywanych a technologii warstwowej: złącze p-n, dioda
prostownicza i dioda emitująca światło,
laser półprzewodnikowy,
lasery na kropkach kwantowych,
tranzystor polowy.
Wykład IX, 15.05.2006
Przykłady podstawowych urządzeń optoelektroniki
otrzymywanych a technologii warstwowej: złącze p-n, dioda
prostownicza i dioda emitująca światło,
laser półprzewodnikowy,
lasery na kropkach kwantowych,
tranzystor polowy.
Złącze pn jako prostownik
Polaryzacja w kierunku
przewodzenia
Polaryzacja w kierunku
zaporowym
Różnica potencjału
Pr
ąd
Polaryzacja w kierunku
zaporowym
Polaryzacja w kierunku
przewodzenia
Konwencjonalny tranzystor
Pasmo przewodnictwa
Pasmo walencyjne
Emiter Baza Kolektor
Emiter Baza Kolektor
Pierwszy tranzystor
Zbudowany w Laboratoriach Bell’a (USA)
Przez J. Bardeen’a i W. Bratteina w 1948 r.
Był to kawałek (o wym. kilku mm) Ge do-
Mieszkowany, typu n, dotykający metalowej
płytki, która służyła jako bramka. Dwa
kontakty umocowane na sprężynujących
drutach służyły jako emiter i kolektor. Po
spolaryzowaniu bramki w górnej części
płytki Ge wytwarzał się obszar inwersji i
obserwowano prąd nośników typu
dziurowego.
Tranzystor polowy (FET i MOSFET)
Schemat tranzystora polowego
typu MOSFET
Metal
Izolator (SiO
2
)
Półprzewodnik typu p
Półprzewodnik typu n
Podłoże
Kanał - n
Porównanie pierwszego
Porównanie pierwszego
tranzystora z tranzystorem
tranzystora z tranzystorem
MOSFET f
MOSFET f
-
-
my INTEL
my INTEL
z 2002 r.
z 2002 r.
Wszystkie elementy wykonano w
monokrysztale Si
Nowe materiały stosowane w procesach CMOS
Nowe materiały stosowane w procesach CMOS
Schemat złącza prostowniczego w obwodzie
Napi
ęcie wej
ścio
w
e
Napi
ęcie wyj
ścio
w
e
Dioda emitująca światło
λ = c/ν = c/(E
g
/h) = hc / E
g
Złącze pn utworzone z Ga, As i P
o zmieniającej się koncentracji
As/P daje różne kolory światła.
Dla dobrej pracy LED potrzebujemy materiału
o dużej koncentracji domieszkowania,
mocno spolaryzowanego w kierunku
przewodzenia!
=> pokaz
Dioda emitująca światło
Dioda laserowa - elementy optoelektroniczne
Materiał warstwowy na bazie GaAs domieszkowanego w różnym stopniu Al
IT&T Bell Laboratories
Samoorganizujące się kropki kwantowe w
układzie InGaAs/GaAs
Laser na kropkach kwantowych
Laser na kropkach kwantowych InGaAs
na GaAs
Laser półprzewodnikowy powierzchniowy