Az elektromos áram a félvezetők
1. A függőség a rezisztencia félvezetők hőmérséklet
Az utolsó leckében tárgyalt a funkciók átfolyó áram a fém vezetékek. Most tekintsünk anyagok, mint a félvezetők.
Meghatározás .Poluprovodniki - anyag, elfoglal egy köztes helyzetben a vezetőkre és a dielektrikumok.
Az egyik legfontosabb különbség a vezetékek félvezetők van az ellenállás és a hőmérséklet. Mint emlékszünk az előző leckében a hőmérséklet emelkedésével az ellenállás fémek növekszik. Ellenállás félvezető ellenkezőleg növekvő hőmérséklettel csökken.
Ábra. 1. A hőmérséklet függése az ellenállást a vezetékek és a félvezetők
Amint a grafikonok ellenállás alacsony hőmérsékleten tart végtelenbe félvezetők és ezek okozzák mind dielektrikumok
2. vezetési típusú félvezető
Semiconductors a kémiai periódusos foglal egy középső helyzetbe (lásd. Ábra. 2). Úgy véljük, a szerkezet a félvezetők egy szilícium példa.
Ábra. 2. Helyezze a fő-félvezetők, a periódusos rendszer
3. 1. doboz Impurity vezetőképesség
Hozzátéve, hogy a félvezető kristályok különböző szennyeződések jelentősen növeli a vezetőképességet félvezetők. Kétféle szennyeződések: donor és akceptor. Nézzük őket részletesen
Ha a kristályos szerkezete szilícium atomok és adjunk hozzá egy bizonyos mennyiségű öt vegyértékű arzén, a kapcsolódó csak négy, öt vegyérték elektronok, ötödik szabadon marad. Így a belső vezetőképesség szilícium adunk tényező A felesleg jelenlétében mennyiségű szabad elektronok (extrinsic vezetőképesség). Az ilyen félvezető nevezzük félvezető n-típusú (az angol «negatív»)
Ábra. 3. rendszer a donor tartalmaz; n vezetési típusú
Ha a szilícium kristály hozzá szennyező trivalens indium, akkor hiányzik a kapcsolat a helyszínen, ahol egy lyuk van kialakítva. Így a jelenléte faktor hozzá felesleges mennyiségű lyukak az intrinsic vezetőképesség. Az ilyen félvezető nevezzük félvezető p-típusú (az angol «pozitív»)
Ábra. 4. ábra az akceptor szennyeződések; p-vezetési típusú
A félvezető eszközök ugyanakkor nem gyakran használják a félvezető típusú, és feltéve, érintkezésben félvezető kristályok n- és p-típusú.
Silicon zajlik a periódusos a negyedik csoportban, ami azt jelenti, hogy a szilícium atom négy vegyérték elektronok. Most, ha vázlatosan ábrázolja ezt a struktúrát, lehetőség van arra, hogy vezessenek be külön-külön vett szilíciumatom, és ennek megfelelően a szerkezet anyagok a következők szerint:
Ábra. 5. A szilíciumatomot és atomi szerkezetének a szilícium, rendre
Azaz, a szomszédságában, szilícium-dioxid, a 8 mag, hogy a vegyérték elektronok saját 4 és 4 a szomszédos atomok a rács. És elegendően alacsony hőmérsékleteken, mint a szerkezet nem tartalmaz szabad töltések képes irányítottan mozog kezdeményezésével elektromos áram.
Ha fűtött, néhány elektronok miatt több kinetikus energiát hagy álláspontját, és mozgassa az atomi térben. Így a vezetési elektronok alakítjuk. És most, mozgó által megrendelt elektromos mező, akkor létrehozhat egy elektromos áram. Azonban nem csak néhány elektronok szabad töltések. Azokon a helyeken, amelyek elhagyták az elektronok előállított mező többlet pozitív töltés. És ezek a függő, pozitív töltésű részecskéket „lyukak”. Így, a szabad töltéshordozók félvezetők vezetési elektronok és lyukak.
4. beszúrása 2. p-n átmenet
Különösen fontos a művészet érintkező különböző vezetőképesség félvezetők. Mi lesz, ha az ilyen kapcsolat? A diffúziója következtében fellépő töltés kezdeni penetráció elektronok a p-félvezető, és lyukak a n-félvezető. Ennek eredményeként, a határ egy úgynevezett barrier réteg, amely az elektromos mező megakadályozza a további töltés csere.
Ábra. 6. A záróréteg a p-n átmenet
A következő séma (lásd. Ábra. 7), amelyen keresztül lehetőség van mind változtatni a polaritását és nagyságát alkalmazott feszültség p-n átmenetet állítjuk össze, építésére áram-feszültség jellemzőit az n-p csomópont.
Ábra. 7. A rendszer előállítására a jellemzőit is, és az áram-feszültség jellemzőit p-n átmenet, illetőleg
Amikor a készüléket a potenciális különbség az ellenkező irányban, azaz, + k n-félvezető, egy p-félvezető, áthaladnak a sorompó csak kisebbségi töltéshordozók (lyukak a n régióban és elektronok a p régió). Key nem képes legyőzni a blokkoló területen, amelyet most tovább erősítette a külső tér.
Ábra. 8. p-n átmenet van csatlakoztatva a reverz (Forrás)
Ha teszünk egy közvetlen kapcsolat a külső mező semlegesíti a zár, és az aktuális sor kerül a többségi töltéshordozók.
Ábra. 9. p-n átmenet ha közvetlenül van csatlakoztatva (Forrás)
Ugyanakkor a jelenlegi kisebbségi töltéshordozók rendkívül kicsi, gyakorlatilag nem. Ezért a p-n átmenetet biztosít egy egyirányú áramvezetés a villamos áram.
Ábra. 10. atomi szerkezetének szilícium hőmérséklet növekedésével
A vezetőképessége félvezetők egy elektron-lyuk, és ez az úgynevezett belső vezetőképesség. És ellentétben a fémvezetőből a hőmérséklet növekedésével az idő megnöveli a szabad töltések (az előbbi esetben ez nem változtatja meg), így a vezetőképessége félvezetők növekszik a hőmérséklet, ellenállás csökken
Egy nagyon fontos kérdés a tanulmány a félvezetők a szennyeződések jelenléte bennük. És abban az esetben a szennyeződések jelenléte meg kell említeni a szennyező vezetés.
5. rovat 3. félvezetők
Kis méretű és nagyon magas színvonalú a skip jelzésére félvezetők nagyon gyakoriak a modern elektronikus berendezés. A szerkezet ilyen eszközök lehetnek nem csak a fent említett szilícium szennyezések, hanem, például germánium.
Az egyik ilyen eszköz egy dióda - egy eszközt át tud haladni a jelenlegi az egyik irányba, és megakadályozzák, hogy a halad a másik. Úgy kapjuk meg beültetésre félvezető kristály p- vagy n-típusú félvezető más típusú.
Ábra. 11. rendeltetése dióda kapcsolási rajz és annak eszköz rendre
Egy másik egység, most két p-n átmenetek nevezzük a tranzisztor. Ez nemcsak arra szolgál, hogy kiválassza az aktuális tompított irányát és annak átalakítása.
Ábra. 12. A tranzisztor áramkör felépítését és annak kijelölése a kapcsolási rajz, illetve (Forrás)
Meg kell jegyezni, hogy a kombinációk több diódákat modern chipek, tranzisztorok és egyéb elektromos készülékek.
A következő leckében nézzük meg a terjedését elektromos áram vákuum.
Az ajánlott irodalom:
Ajánlott linkek az online forrásokat:
- Következtében, hogy megjelennek a félvezető vezetési elektronok?
- Mi a belső vezetőképességét félvezető?
- Attól függ, hogy a hőmérséklet a félvezető vezetőképessége?
- Mi a különbség a donor szennyező elfogadó?
- * Mi a vezetőképessége szilícium adalékolt a) gallium b) India c) foszfor, g) az antimon-?