Metode de Verificare a Dispozitivelor Semiconductoare

ARGUMENT

Ramura industriei electronice a cunoscut şi cunoaşte o evoluţie extraordinară, cu multiple implicaţii economico-sociale.

Electronica este azi principalul „generator” de progres tehnic, în contextul industrial al ţărilor dezvoltate, contribuind în mod hotărâtor la creşterea productivităţii muncii, la ridicarea calităţii produselor, la introducerea în fabricaţie a tehnologiilor noi, la perfecţionarea metodelor de conducere şi de organizare a producţiei.

Progresele rapide înregistrate in ultimul timp pe plan mondial, în elaborarea de componente microminiaturizate au fost concretizate în dezvoltarea, cu prioritate şi în ţara noastră, a domeniului componentelor semiconductoare.

De remarcat totodată faptul că în perioada 1966-1977 producţia industriei electrotehnice şi electronice a înregistrat un ritm mediu anual de creştere de 17.1%, superior mediei pe ramura industriei construcţiilor de maşini, producţia industriei electrotehnice şi electronice din anul 1977 a fost de 8.6 ori mai mare decât cea din anul 1965; producţia de televizoare ce revine la 1000 de locuitori în aceeaşi perioadă a fost de 4.4 ori mai mare, iar cea de aparate radio de 2 ori.

Privind atât retrospectiv cât şi în perspectivă dezvoltarea dinamică, ascendentă, a celor două mari ramuri ale industriei electronice – fabricaţia de componente şi fabricaţia de echipamente electronice – asistăm la un profund şi complex proces de transformări care relevă multiple mutaţii care au avut loc în strucura industriei electronice, tendinţa evolutiv – istorică pe parcursul diferitelor etape de dezvoltare fiind ca fabricantul de componente electronice să preia din ce în ce mai multe sarcini ale fabricantului de echipamente.

Devenite din ce în ce mai specializate, cu performanţe electrice tot mai ridicate şi cu siguranţă în funcţionare ridicată, componentele electronice semiconductoare au o largă utilizare în construcţia de echipamente. De exemplu: calculatoare, televizoare, aparate radio, aparate foto, camere video. etc.

Generaţiile care au urmat, au adăugat fiecare câte ceva la acest efort de eliberare a omului de activităţile dificile, obositoare, importanţa dispozitivelor create fiind în directă evoluţie cu nivelul cunoştinţelor tehnice.

Proiectul este structurat pe trei capitole a căror componenţă o prezint mai jos:

o Capitol I – DISPOZITIVE SEMICONDUCTOARE. GENERALITĂŢI. În acest capitol sunt prezentate generalităţi ale dispozitivele semiconductoare: definiţii, clasificări, imagini şi simboluri.

o Capitolul II – VERIFICAREA DISPOZITIVELOR SEMICONDUCTOARE - aici am prezentat câteva metode simple pentru verificarea componentelor semiconductoare.

o Capitolul III - PARAMETRII PRINCIPALI AI DISPOZITIVELOR SEMICONDUCTOARE. ECHIVALENŢE - în acest capitol am prezentat modalitatea de a găsi echivalenţa unei componente pe baza parametrilor principali.

Capitolul I

DISPOZITIVELE SEMICONDUCTOARE. GENERALITĂŢI

Semiconductoarele constituie o categorie de materiale electrotehnice, a căror conductivitate electrică are o valoare intermediară între cea a metalelor şi cea a izolatorilor, şi conduc curentul electric doar în anumite condiţii.

Semiconductoarele se deosebesc fundamental de conductoare deoarece: conductivitatea lor electrică creşte cu temperatura, în timp ce la conductoare scade; valoarea conductivităţii lor este puternic influenţată de defectele existente în structura reţelei cristaline, în timp ce la conductoare prezenţa acestor defecte de structură nu au practic nici o influenţă.

În construcţia componentelor semiconductoare sau a dispozitivelor semiconductoare se utilizează materiale semiconductoare cu impurităţi introduse special pentru a obţine o serie de efecte dorite. Procedeul prin care într-un semiconductor (pur) se introduc impurităţi se numeşte dopare. În procesul de dopare al cristalelor, atomii impurităţilor vor substitui o serie de atomi din reţeaua cristalului semiconductor.

Dacă în acelaşi cristal se creează prin impurificare, de o parte şi de alta a unei suprafeţe de separaţie, două regiuni de tip opus – una P şi cealaltă N – se spune că s-a obţinut o joncţiune P-N

Fabricarea unui dispozitiv semiconductor se poate realiza cu mai multe materiale semiconductoare, dar cele mai des utilizate şi cele mai importante sunt Germaniul (Ge) si Siliciul (Si).

În cele ce urmează voi prezenta dispozitivele semiconductoare. Există mai multe categorii de componente semiconductoare printre care cele mai importante sunt:

O primă componentă ar fi dioda semiconductoare care este un dispozitiv electronic, format dintr-o joncţiune P-N, la extremităţile căreia sunt fixate conductoare de legătură, în contact metalic cu regiunile P, respectiv N.

Diodele semiconductoare nu pot servi la amplificarea semnalelor, pentru această funcţie se folosesc tranzistoarele. Ele se împart în două mari categorii: tranzistoare bipolare si tranzistoare unipolare sau unijoncţiune.

Apoi urmează tiristorul care este un semiconductor de Germaniu sau Siliciu în care au fost formate patru zone de conductivităţi alternate.

O altă componentă semiconductoare este triacul care are în componenţa lui două tiristoare montate în antifază în aceeaşi pastilă semiconductoare, prevăzut cu o singură poartă şi cu două borne pentru curentul principal.

Ultima componentă semiconductoare este diacul care este o diodă simetrică care prezintă în ambele sensuri, începând de la o anumită tensiune UBR (în general cuprinsă între 25 şi 40 volţi) o rezistenţă negativă.

1.1. DIODA SEMICONDUCTOARE

Dioda semiconductoare este un dispozitiv cu două terminale, furnizată de către producători sub diverse forme, una din cele mai uzuale fiind prezentată în Figura 1.

Cele două terminale ale diodei au “roluri” diferite, motiv pentru care poartă denumiri diferite şi anume ANOD, respectiv CATOD. Pentru a utiliza corect dioda în circuit, CATODUL este indicat pe capsula diodei prin intermediul unui INEL desenat, ca în Figura 1. Diodele se pot realiza atât din germaniu cât şi din siliciu.

Diodele semiconductoare se împart în următoarele categorii:

- Dioda redresoare;

- Dioda Zener; - Dioda cu contact punctiform; Figura 1

- Dioda Varicap;

- Dioda Tunel;

- Fotodioda.