Semiconductoare de Putere

Argument

Indiferent de vârstă, copil, adolescent, matur sau bătrân, amatorul in ale electronicii rămâne întotdeauna un tânăr cercetător, totdeauna gata de a urma orice cotitură nouă a tehnicii electronice pe care o îndrăgeşte şi care zi de zi îi aduce satisfacţii noi.

Începutul în orice domeniu se face numai cu încredere şi entuziasm. Electronica este prezentă pretutindeni, toţi profită de serviciile ei, de „supleţea” ei, de posibilităţile ei.

Ca domeniu tehnic de o uriaşă dezvoltare, electronica a cunoscut în ultimii zeci de ani modificări de care au profitat şi multe alte domenii: medicina, fizica nucleară, optică modernă şi cercetarea ştiinţifică, întrepătrunse de folosirea diverselor procedee electronice, de investigaţiile ştiinţifice şi utilizarea tehnicilor respective care se intensifică pe zi ce trece. De aceea, oricare ar fi cei care sunt pasionati in orice domeniu se impune a fi macar buni cunoscători al tehnicii electronice.

Amatorul electronist ştie ce înseamnă încrederea în tehnică şi entuziasmul său este, poate, mai apropiat de realitatea realizărilor concrete, decât alţii care fac amatorism în alte domenii.

O categorie importantă de dispozitive semiconductoare, utilizată în electrotehnică, energetică, automatică şi electronică industrială, o constituie dispozitivele semiconductoare de putere.

Acesta este motivul pentru care am ales sa fac asest proiect, deoarece sunt un tanar amator al electotehnicii plin de incredere si entuziasm.

In lucrerea de fata imi propun sa tratez una dintre cele mai importante categoriile ale dispozitivelor semiconductoare si anume „Dispozitive Semiconductoare de Putere” care da si numele proiectului.

Am structurat proiectul pe patru capitole („Jonctiunea PN”, „Diode Semiconductoare”, „Tranzistorul Bipolar”, „Tiristoare”), dar cuprinde si Norme de Protectie a Muncii precum si cateva anexe cu Marcari si Codificari a Dispozitivelor Semiconductoare Discrete.

Chiar daca nu am inventat nimic din datele acestui proiect, marturisesc ca am reusit macar sa cercetez acest domeniu vast al semiconductoarelor, iar planificarea acstui proiect , sunt convins ca ma va ajuta in multe privinte in viata care ma asteapta.

CAPITOLUL I

I. JONCTIUNEA PN

I.1 Jonctiunea pn nepolarizata

Jonctiunea pn reprezinta zona de contact dintre doua cristale semiconductoare, unul de tip p si unul de tip n, avand o grosime foarte mica, de circa 10-8...10-6 m; datorita faptului ca in zona ei se creaza un camp electric intern, se obtine o bariera de potential, al carui efect principal consta in modificarea rezistentei de trecere a jonctiunii, in functie de polarizarea exterioara a terminalelor cristalelor.

In figura 1. se arata schematic etapele de realizare a unei jonctiuni pn, din doua cristale alaturate , unul de tip p (ce contine ioni acceptori notati A- si purtatori pozitivi sau goluri) si unul de tip n (ce contine ioni donori D+ si purtatori negativi, adica electroni liberi). Dupa cum se vede in figura 1, a, ambele cristale sunt neutre din punct de vedere electric, iar in interiorul lor electronii si golurile au o miscare dezordonata.

In momentul lipirii fetelor cristalelor ( figura 1, b), datorita efectului de difuzie, in primul moment electronii din cristalul de tip n tind sa treaca in cristalul de tip p, iar golurile cristalului de tip p tind sa treaca in cristalul de tip n, zona de difuzie avand o latime de circa 10-5...10-4 m.

Rezulta (figura 1, c) ca de o parte si de alta a suprafetei de separatie apar doua regiuni incarcate, una cu sarcina negativa (in cristalul de tip p), si alta cu sarcina pozitiva (in cristalul de tip n). In cele doua sarcini egale si de semn contrar, se stabileste un camp electric intern E orientat dinspre cristalul de tip n catre cel de tip p.

Dupa momentul impurificarii celor doua regiuni ale semicunductoarelor se realizeaza difuzia de majoritari din imediata apropiere a jonctiunii care intalninduse se recombina rezultand o regiune saracita de sarcini electrice, caracterizata si printr-un camp electric intern notat UO orientat de la n la p

p n p n p n

a b c

atom acceptor ionizat; atom donor izotop; „gol” electron „liber”

fig. 1. Realizarea jonctiunii pn

I.2 Jonctiunea pn polarizata direct (figura 2,a)

Peste campul electric intern UO se suprapune in sens opus campul electric extern U si rezulta o mixorare a latimii regiunii de trecere. Astfel majoritarii din p (golurile) trec in n si majoritarii din n (electronii) trec in p. Suma algebrica a celor doi curenti de difuzie formeaza un singur curent indreptat de la p la n numit curent direct. El are valori mari(miliA).

Concluzie :

Jonctiunea pn polarizata direct lasa sa treaca prin ea un curent mare, comportanduse ca un intreruptor inchis.