Teoria pasmowa ciał stałych

Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm.

Metale, izolatory, półprzewodniki

Półprzewodniki

Krzem Si

German Ge

Przewodność elektryczna półprzewodników

p – koncentracja dziurn – koncentracja elektronów

Półprzewodniki domieszkowane

Złącze p-n

Wyrównanie energii Fermiego po obu stronach złącza

Złącze p-n – sytuacja równowagowa

Po obu stronach łącza tworzą się obszary zubożone w nośniki. Siły kulombowskie zapobiegają dalszemu transportowi nośników.

Złącze p-n – napięcie zaporowe

Przyłożenie napięcia polaryzującego złącze w kierunku zaporowym utrudnia przechodzenie elektronu przez obszar złącza

Złącze p-n – w kierunku przewodzenia

Elektrony, które przeszły przez obszar złącza ulegają rekombinacji z dziurami. Przez złącze przepływa prąd.

Dioda – charakterystyka

Dioda MIS. MOSFET.

Metal – insulator-semiconductor (MIS)

Field effect transistor (FET)

MOSFET

Reżim liniowy Nasycenie

Dioda świecąca - budowa

Dioda świecąca - charakterystyka

www.fotonika.pl

Diody z azotku galu (GaN)

Fotodioda – zj. fotoelektryczne wewnętrzne

Fotodioda z napędu CDPrzy polaryzacji zaporowej dioda jest czułym detektorem światła. Przy braku polaryzacji na złączu powstaje siła elektromotoryczna – pracuje jako ogniwo słoneczne

Optoizolacja (przetworniki)Złącze PIN używane w fotodiodach do szybkich systemów optycznych

Ogniwa słoneczne

Najczęściej stosowane są ogniwa krzemowe (mono lub polikrystaliczne)

Ogniwa słoneczne

„Biologiczne” ogniwa słoneczne

www-rpl.stanford.edu

Ogniwa słoneczne - zastosowania

Nuna 4 – zwycięzca World Solar Challenge

Solartaxi

Solarshuttle – Serpentine Hyde park, Londyn