Füüsika Keemiline side - seob aatomeid molekulideks ja kristallideks Keemilise sideme liigid: · Kovalentne side ühtlustunud elektronpaaride vahendusel · Iooniline side positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel Keemiliste sidemete tekkimine tekib aatomite ,,annetamise" või ,,ühistamise" teel Kristallvõre aatomid/ioonid on paigutatud korrapäraselt ruumvõresse Võredefekt: · Üksikud aatomid või ioonid paiknevad vales kohas · Mõned võresõlmed on vakantsed (tühjad) · Kristalli on lisatud teisi keemilisi elemente · Terasele lisati Cr ja Ni - roostevaba teras Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentst...
Tahkiste struktuur 1.Valents elektronide energiatasemed jagunevad kristallis alatasemeteks- Moodustavad energiatsoonid. 2.Lubatud energiatsoonide täitumine elektronidega toimub vastavuses energia miinimumi printsiibiga ja Pauli keeluprintsiibiga.3.Energiatsoonid liigitatakse tahkistes lubatud ja keelutsoonideks selle alusel,et tahkiste energiatsoonides on piirkondi,kus laine omaduste tõttu võib olla elektrone ja kus mitte.4.Energia suurenemisel laienevad lubatud tsoonid ja keelutsoonid muutuvad kitsamaks.5.Tsoonide täitmisel esineb kolm võimalust:a)Esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad tsoonid b)Viimane hõivatud tsoon on vaid osaliselt täidetud c)On moodustunud hübriid tsoon.8.Lubatud tsoonide laienemise tõttu võivad ülemised energiatsoonid kattuda-tekib hübriid tsoon.9.Dielektrikutes ei sa...
täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon. Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu, mis on tingitud liikumisvõimeliste laetud osakeste - laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. Elektrivälja mõjul hakkavad need aineosakesed liikuma. Aineosakeste liikumist ja seega ka ainet iseloomustab erijuhtivus, mis vastavalt Ohmi seadusele on seotud elektrivälja tugevuse (E) ja voolutihedusega . Aukjuhtivus on pooljuhtide elektrijuhtivus kus laengukandjateks on augud, milleks nimetatakse lahkunud elektronide kohti kovalentsidemetes. Omajuhtivus -tähendab nii n kui ka p tüüpi juhtivust,ilma lisandita.Juhtivustsoonis liiguvad neg laengukandjad.Valetstsoonis liiguvad pos laengukandjad. Pooljuht-kihiline pirukas. Pn siire-kahekihilne pooljuht. p-poolmes augud ülekaalus. Dielektrik ehk mittejuht ehk isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu.
Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatatkse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid. Lisanditega saab juhtivust muuta: Doonorlisandid- muudavad valdavaks elktronjuhtivuse, Aktseptorlisand muudav valdavaks aukjuhtivuse. 4
tsooni vahele. *Valentsitsoon-viimane elektronidega täidetud lubatud tsoon. *Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev, täitmata või osaliselt täidetud tsoon. 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Aukjuhtivus, elektronjuhtivus 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi. Pooljuhis on osa elektrone siiratud valentstsoonist juhtivustsooni, seega jääb sinna vabu alatasemeid ehk ,,auke". Aukjuhtivus on aukude siirdumine välise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis. 9. Mis on rekombinatsioon? Elektroni ja augu taasühinemine 10. Mis on termistor? Pooljuhtseadis, kus eritakistuse sõltuvust temperatuurist kasutatakse temperatuuriandurina. 11. Millel põhineb fototakististe toime? Täiendav voolukandja vabastab pooljuhis tema valgustamise, kui vaid footonite energia ületab keelutsooni laiuse. See on fotojuhtivus, misa rakendatakse valgustajurites
4 1. elektrivälja tugevus 2. elektromotoorjõud 3. pooljuhtventiil ehk diood 4. elektrolüüsi kasutamine tehnikas 5. valguse difraktsioon 1. elektrivälja tugevus on arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjuba antud väljapunktis asuvale ühikulisele punktlaengule. Punktlaengu väljatugevus on võrdeline laengu suurusega ning pöördvõrdeline laengu ja antud väljapunkti vahelise kauguse ruuduga. Vektor on suunatud piki laengut ja antud väljapunkti läbivat sirget + laengust eemale ja laengu poole. Laengute süsteemi väljatugevus on võrdne nende väljatugevuste vektorsummaga, mida tekitavad kõik süsteemi kuuluvad laengud üksikult. 2. suurust, mis on võrdne positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva kõrvaljõudude tööga nimetatatkse emj. E=A/q (V) 3. Pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivuseg...
Tahkistes on aatomid tihedasti koos ja mõjutavad üksteist. Elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed on muutumatud, aga tahkistes muunduvad aatomi väliskihi elektronide ehk valentselektronide energiatasemed mitme elektronvoldi laiusteks energitatsoonideks. Lubatud energiatsoonid on üksteisest lahutatud keelutsoonidega. Keelutsoon on selliste elektroni energia väärtuste piirkond, mille korral ei teki stabiilseid elektroinlaineid. Elektronid ei saa omada selliseid energiaid, mis jäävad antud tsooni Enerigatsoonid: 1.Valentsitsoon 2.keelutsoon 3.Juhtivustsoon METALLID. Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes selleks elektriväljalt lisaenergiat. Nii saavad elektronid liikuda ja põhjustada elektrijuhtivust. DIELEKTRIKUD. Dielektrikutes on valentselektronide energiatsoon elektronide poolt täielik...
Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid. Lisanditega saab juhtivust muuta: Doonorlisandid- muudavad valdavaks elktronjuhtivuse, Aktseptorlisand muudav valdavaks aukjuhtivuse. 4
6. Selgita mõisteid keelutsoon, valentsitsoon ja juhtivustsoon. Lk 60 KEELUTSOON energiatsoon, mille vastav energivahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud VALENTSTSOON viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon JUHTIVUSTSOON valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Lk 61 Eristatakse elektronjuhtivus (n-tüüpi) ja aukjuhtivus (p-juhtivus). 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide (üldiselt tahkiste) füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi. Lk 61 Auk on vaba tase, mis tekib siis kui pooljuhis on siirdatud osa elektrone valentstsoonist juhtivustsooni. Aukjuhtivus ioniseeritud aatom haarab kaotatud elektroni asemel naabri oma, see omakorda röövib järgmist ja nõuab muudkui aatomite ahelikku pidi tagasi 9. Mis on rekombinatsioon? Lk 68 Rekombinatsioon elektroni ja augu taasühinemine 10. Mis on termistor
vahelduvvoolu puhul ( ). Elektrienergia mõõtühik 1kWh. F=50Hz 7. Mida kõrgem temp, seda paremini juhib elektrit. Kristalne aine on pooljuht. Temperatuuri või kiirguse mõjul võib elektron lahkuda kohalt, sinna jääb vaba koht ehk nn auk. Auku vaadeldakse positiivse elementaarlaenguna. Vabad elektronid hakkavad liikuma + klemmi suunas. Augud liiguvad vastassuunas. Isepooljuhis on nii elektroni- kui ka aukjuhtivus. n-tüüpi pooljuhis domineerib elektronjuhtivus p-juhte saab kasutada termotakistis, fototakistis. c) Pn-siire on monokristalse pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p- juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Pooljuhtseadised (dioodid, transistorid, kiibid) Vastupingestatud pn-siire +N / P- (MIINUSED/PLUSSID) Päripingestatud pn-siire -N/ P+ (MIINUSED PLUSSIDE POOLE/PLUSSID MIINUSTE POOLE)
*JUHID need, millel on olemas vabad laengud, juhivad elektri, nt. metallid, puhas vesi. MITTEJUHID e. isolaatorid e. dielektrikud tavaolukorras vabad laengud puuduvad, nt. plastmass, kumm, puit. POOLJUHID teatud tingimustel tekivad vabad laengud ja juhivad, tavaolukorras mitte, nt. Si. Soojendamisel takistus väheneb, tekivad vabad laengud. Aukjuhtivus aukude suunatud liikumine. Elektronjuhtivus elektronide suunatud liikumine. Pooljuht, kus võimutsevad elektronid on m-pooljuht. Pooljuht, kus võimutsevad augud on p-pooljuht. ÜLIJUHID koosnevad vaid vabadest laengutest, takistus puudub, juhivad ülihästi, plasma olekus (plasma e. ioniseeritud gaas, olekuks on vaja kõrget temp.). Iga aine plasmaolekus ioniseeritud gaas (+), vabad laengud, on miljonite temp. kraadide juures. Metalli temp.
o Millised ained on pooljuhid? Pooljuhid on ained, mille eritakistus on metallide ja dielektrikute vahepealne ning mille juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest. o Millised on tähtsad pooljuhtide omadused? Elektrivool pooljuhtides on elektronide ja aukude suunatud liikumine. Sõltuvalt sellest, kas lisandi valents on suurem või väiksem kui põhiainel, saadakse vastavalt elektron- ja aukjuhtivus. Kõige olulisem pooljuhi omadus on eritakistus, mis sõltub tugevalt lisanditest ning on kergesti mõjutatav väliste energiaallikatega. o Selgita auk ja elektronjuhtivust! Aukjuhtivuse korral tõmbab positiivse laenguga auk enda kohale kõrvalaatomi elektroni, tekitades omakorda kõrvalaatomis augu. Elektronjuhtivuse korral juhitakse elektrivool ühes suunas. o Kus kasutatakse pooljuhte? Termistoris ja fototakistis. o Valgusdiood LED
FÜÜSIKA KONTROLLTÖÖ KORDAMINE NR.4 1. Thomsoni aatomimudel J.Thomson 1897a avastas elektroni. Positiivne laeng laias ruumipiirkonnas. Negatiivne laeng seal vahel. Mudel esitati 1904 ning nimetus oli Rosinapuding. 2. Rutherfordi aatomimudel: eesmärk uurida Thomsoni aatomimudel õigsust. Katse kirjeldus: selleks ta pommitas kuldlehte alfaosakestega (He aatomi tuumad, +laenguga). Tulemus: alfaosakesed hajusid kuldplaadilt. Järeldus: Thomsoni aatomimudel ei ole õige, laiali olev positiivne laeng ei suuda alfaosakesi hajutada,seepärast peab pos laeng olema kitsas piirkonnas TUUMAS. 3. Planetaarne aatomimudel: T 10-13cm A - 10-8cm. Mudeli positiivsus: selgitab hästi aatomi ehitust. Negatiivsus: ei selgita aatomi püsivust. Ringjooneliselt liikuv elektron liigub kiirendusega ja seepärast peaks ta kiirgama kogu aeg energiat ja aatom peaks lakkama olemast . See on klassikali...
Elektrivool 1. Nimeta voolu tekkimise 2 tingimust ? vabade laengute olemasolu, juhis peab olema tekitatud elektriväli 2. Voolu toimed. Soojuslik:vooluga el.juht soojeneb ; keemiline:aku ; magnetiline:magnetnõel pöördub el.vooluga juhtme juures. 3. Defineeri voolutugevus ja pinge. Tähised ja mõõtühikud. I=Juhi ristlõiget ajaühikus läbinud laengu suurus. Tähis I [A] I=q/t; Pinge 2 punkti vahel näitab, milline töö tehakse laengu 1C ümberpaigutamisel U[V] 4. Milles avaldub juhi takistus, tähis, ühik ja 1 oomi definitsioon ? Füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi vastumõju elektrivoolule, tekib elektroni ja juhi kristallvõre vastasmõju tulemusel. R[oom] 1oom-takistus on 1oom, kui pinge on võrdne voolutugevusega 5. Mida nim. eritakistuseks, mida see iseloomustab, tähis ja mõõtühik? Takistuse sõltuvus temperatuurist? Eritakistus näitab 1m pikkuse ja 1mm2 ristlõikepindalaga juhi takistust. Juhtide(metallide) takistus suureneb temp. tõustes. ...
Tekib kui kristalli kasvatamisel viiakse sinna lisandit, millel on üks elektron rohkem kui põhiaine aatomil. See elekton vabaneb juhtivuselektronina. P-pooljuht ehk aktseptorlisandiga pooljuht pooljuht, milles on enamuslaengukandjateks välise elektrivälja mõjul valentstsoonis liikuvad augud. Tekib, kui kristalli kasvatamisel viiakse sinna lisandit, millel on üks elektron vähem kui põhiaine aatomil. Tekib aukjuhtivus. 11. Pooljuhtide kasutamine termoandurites, fototakistites, dioodides 12. Pn-siire kahe juhtivustüübiga pooljuhi vahele tekkiv tõkkekiht. P-poolmes on palju auke, n-poolmes elektrone. Augud hakkavad valguma n-poolmesse elektronid n-poolmesse. Siirdealas jäävad n-poolmesse positiivsed doonorioonid ja p-poolmesse negatiivsed aktseptorioonid. 13. Päri- ja vastupingestamine Päripinge kui vooluallika plusspoolus ühendada p-poolmega, töötab väline elektrijõud
3 1. laengute vastastikkune toime(coulomb) 2. elektrivool 3. dielektrikud 4. elektrolüüs(faraday seadused) 5. valguse dispersioon 1. Jõud, millega üks laeng mõjub teisele on võrdeline nedne laengute suurusega ja pöördvõrdeline nende langute vahekauguse ruuduga. Ühenimeliste laengute korral on jõud positiivne (tõukuvad) ja erinimeliste puhul negatiivne(tõmbuvad) 2. Asetades elektrijuhi elektrivälja hakkab juhis olevatele vabadele laengutele mõjuma elektriline jõud f=qE See tekitab laengute korrapärase liikumise välja sihis. Positiivse laenguga välja suunas ja negatiivsega vastassuunas. Metallides ja pooljuhtides on laengukandjateks elektronid, elektrolüütides ja ioniseeritud gaasides lisaks ioonid. Kui voolu suund juhis ajas ei muutu on tegemist alalisvooluga. Voolutugevus on võrde ajaühikus juhi ristlõiget ...
1CV=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 3) Pooljuhtmaterjali elektrijuhitavus. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dielektrikute vahele. ( ρ = 10-5 ÷ 10-7 Ώ m ) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus (vabad elektronid) kui ka aukjuhtivus (vabad augud). Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid, jm. Konstantsel temperatuuril on elektron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuuritegurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10 ÷ 20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nimetatakse n – pooljuhtideks. Pooljuhte, kus valdavaks on aukjuhtivus nimetatakse p – pooljuhtideks.
1.3 Elektrijuhtivus 6 1.4 Elektronkate 7 1.4.1 Elektronkatte tekkimine 8 1.4.2 Elektronkihid 8 1.4.3 Valentselektronkiht 8 1.5 Molekulide elektronkate 9 1.6 Kovalentne side 9 1.7 Aukjuhtivus 11 2. ELEKTRIJUHID 12 2.1 Metallid 13 2.2 Elektrijuhtmed ja juhtmematerjalid 14 2.2.1 Mähistraadid 14 2.2.2 Montaazijuhtmed 15
sellepotensiaaliühe ühiku võrra. 1CV=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 3. Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks. 4
Tavatingimustes on gaasid halvad elektrijuhid. Elektrivoolu juhib ainult ioniseeritud gaas. Gaaslahendus - elektrivoolu gaasis. Põrkeionisatsiooniks nimetatakse nähtust, kus elektriväljas kiirendatud elektron põrkudes gaasi aatomiga lööb sellest välja elektrone. Elektrivool pooljuhis on vabade elektronide ja aukude suunatud liikumine. Sõltuvalt sellest, kas lisandi valents on suurem või väiksem kui põhiainel, saadakse vastavalt elektron- ja aukjuhtivus. Elektrivool pooljuhtides on elektronide ja aukude suunatud liikumine. Laengukandjate laengu tõttu: n-juhtivuseks ja p-juhtivuseks. p- ja n- juhtivusega osade üleminekupiirkonda nimetatakse p-n siirdeks Transistor on pooljuhtseadis, mille abil saab tekitada, lülitada, võimendada ja muundada elektrisignaali (voolu). Valgusdiood – LED, lühend sõnast light emitting diode – on pooljuhtseadis, mis muudab elektrienergia optiliseks kiirguseks (infravalgus, nähtav valgus või ultravalgus)
O1. Variant 1. Laengute 2. Variant1. Elektrivälja vastastikune mõju, columbi tugevus- Laengud mõjustavad seadus - Jõud, millega üks üksteist elektrivälja punktlaeng mõjub teisele on vahendusel. Iga laeng muudab võrdeline mõlema laengu ümbritseva ruumi omadusi : suurusega ja pöördvõrdeline tekitab seal elektrivälja. laengute vahelise kauguse Elektrivälja iseloomustavat ruuduga. Ühenimeliste suurust E nim. elektrivälja laengute korral on jõud tugevuseks antud punktis. 2. positiivne(tõukuvad) ja Elektrivool - Asetades erinimeliste laengute korral on elektrijuhi elektrivälja hakkab jõud negatiivne(tõmbuvad). juhis olevatele vabadele 2)Kondensaator - laengutele mõjuma e...
magnetvoog samuti võrdeline vooluga. =LI, L-induktiivsus (H)henri.Enese induktsioon = BS cos -onBjaSvahel Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid...Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks. Pooljuht dioodid-Pooljuht dioodid e
dB = k 2 Idl sin 1 / r 2 k 2 = µ 0 / 4 = 10 -7 H / m H (henri)-induktiivsuse ühik dB = k 2 Idl r / r 3 r / r -ühik vektor 40. Pooljuhid Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks 41. Elektrolüüs
ρ= ρ0 ( 1+αT ) ,ρ-eritakistus ρ0 temperatuuuril T [1Ω*m], -eritakistus temp T=0ᵒC , α- võrdetegur. Elektrivool pooljuhtides Materjalid, mis tavaolukorras elektrit ei juhi, kuid soojenedes ja aatomitele energiat juurde andes juhivad. Elektrivoolu kandjateks pooljuhis on elektronid ja augud. Doonorlisandid- annavad hea meelega elektrone ära, akseptorlisandid- võtavad elektrine juurde. Doonor+akseptor = pn-siire. Pn-siirde tagajärjel tekib AUKJUHTIVUS. Elektrivool vesilahustes −¿ +¿ Cl¿ Vesi, kuhu on lisatud elektolüüdid. Kõige tuntum . Kui elektron Na¿ antakse ära, siis NaCl laguneb. Kloor läheb +ile ja Naatrium – ele. Elektrivool gaasides Väga halvad juhid, aga erinevad põhjused (kuumutamine, radioaktiivsete-
ELEKTROSTAATIKA 1)Elektrilaeng ja -väli Elektrileng(+elementaarlaeng) ja laengu jäävuse seadus(+valem, näide) Elektrilaeng on mikroosakese fundamentaalne omadus, mis iseloomustab osakeste võimet avaldada erilist (elektrilist) mõju ja ka ise alluda sellele mõjule. Elementaarlaeng on 1,6*10-19 C Elektriliselt isoleeritud süsteemis (s.o. süsteemis, kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on elektrilaengute algebraline summa jääv. q1+q2...+qn=const Elektriväli(välja kujutamine jõujoontega/joonis) Elektriväli-Laengu elektriväli on materiaalne objekt, ta on ruumiliselt pidev ja võib mõjutada teisi elektrilaenguid." Elektrivälja tugevus(valemid ja mõõtühikud) Elektrivälja tugevus = väljapunkti asetatud ühiklaengule (q 0=1C) mõjuv jõud 2)Elektriväli aines-dielektrikud Polaarne ja mittepolaarne dielektrik, dielektrikd välises elektriväljas(joonis) Mittepolaarse dielektriku aatomid (molekulid)...
tugevusest. 40. biot'-savart'-laplace'i seadus- H(henri)- induktiivsuse ühik 41. pooljuhid-nim materjale, mis jäävad oma el. omaduste poolest juhtide ja dielektrikute vahele. . Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõlt temperatuurist , elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilsest survest jne. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus (vabad elektronid) kui ka aukjuhtivus (vabad augud).Materjalideks on seelen, germaanium,räni,galliumarseniid jm. Const. temperatuuril on elektron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtides takistuse temperatuuritegurid on neg ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. n- pooljuhid: ülekaalus elektronjuhtivus; p-pooljuhid: valdavaks aukjuhtivus.Doonorlisand- muudavad valdavaks elektronjuhtivuse; akseptrolisand- muudavad vald aukjuhtivuse 42
tegemist on positiivse iooniga, kui juhtub, et tuleb 1 elektron juurde sii on tegemist negatiivse iooniga. Energeetiline keelutsoon erinev ainete lõikes, annab energiat elektronide liikumiseks mujale Ge 0,73eV Si 1,1 eV eV elektron volt Juhtivus elektronid temperatuuri tõusmisel teatud piirini saavad elektronid juurde energiat ja elektronid pääsevad vabalt liikuma. Koht kus elektron lahkub tahavad teised elektronid tulla. www.hkhk.edu.ee/alaldamine P juhtivus ehk aukjuhtivus negatiivne lisandjuhtivus N juhtivusega pooljuhtivus Doonorid - ained mille väliskihis on rohkem elektrone Aktseptorid (3 midagi...) Pooljuhi omajuhtivus P N siire vahelduvvoolust saab alalisvoolu teha Diood on PN siire millel on 2 elektroni Lisanditeta pooljuht apsoluutse nulli -273kraadi Kelvini on selle temperatuuri juures dielektrikud, ehk ei juhi elektrit Lisanditega omavad juhtivust. Pooljuht ehk PN siire madalatel temperatuuridel säilitab omadused.
klaasist (murdumisnäitaja on suurem kui õhul) prisma läbimisel Kuidas jaotatakse ained elektrijuhtivuse võime järgi? Elektrijuhtivus-aine või materjal või keha võime võimaldada endas elektrivoolu elektrivälja toimel. Ohmi seadus U=I*R. Eletrijuhtivus on mingi keha elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus, mis on pöördvõrdeline takistusega. -Ained jaotatakse elektrijuhtivuse võime järgi:a)elektronjuhtivus, metallides; b)elektronjuhtivus ja aukjuhtivus, pooljuhtides; c)ioonjuhtivus, elektrolüütides; d)elektron-ioonjuhtivus, plasmas Millest sõltub materjali soojusjuhtivustegur? Kuidas kasutatakse materjalide soojusjuhtivuse omadust? Soojusjuhtivus-ainete ja materjalide füüsikalise parameetriga, mis iseloom nende ainete võimet juhtida soojust -Soojustegur oleneb aine või materjali omadustest ja olekust, temperatuurist ning niiskusest. Kasutamine: mida väiksem on materjali soojusjuhtivtegur
ELEKTROONIKA 1. osa 1. Mida nimetatakse elektroni väljumistööks? Väikseimat tööd, mida tehakse ühele elektronile täiendava energia andmisel ainest väljumiseks, nimetatakse väljumistööks. 2. Miks kasutatakse elektronivoo tüürimiseks negatiivset pinget? lk 9, lk 16 Elektronseadises on elektron mida nim kadoodiks ja mis emiteerib elektrone ehk saadab elektrone elektroodidevahelisse ruumi. Seejuures peab katood saama elektronide väljumistöö tegemiseks ühel või teisel kujul energiat. (lk 9) Kui anoodi ja katoodi vahele rakendada potentsiaalide vahe, mille ,,pluss" on anoodil ja ,,miinus" katoodil, tõmbab anood kuumutatud katoodist elektroodidevahelisse ruumi väljunud elektronid endale ja välises anoodi ja katoodi ühendavas vooluringis tekib vool, mida nim anoodvooluks. (lk 16) 3. Emissiooni liigid. lk 9 Sõltuvalt sellest, millisel kujul antakse katoodile välumistöö ...
Elektrilaeng- on mikroosakeste fundamentaalne omadus, mis iseloomustab osakeste võimet avaldada erilist (elektrilist) mõju ja ka ise alluda sellele mõjule. Füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilist vastasmõju. Põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. 1.Neid on kahte tüüpi: positiivne (prooton) ja negatiivne (elektron). 2.Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed. Elementaarlaeng- q=1.6*10-19C. 3. Erimärgiliste laengute vahel mõjub tõmbejõud, samamärgiliste vahel aga tõukejõud.4. Elektrilaeng ei eksisteeri ilma langukandjata.5.Elektrilaeng ei sõltu taustsüsteemist. Elektrilaengu jäävuse seadus- Elektriliselt isoleeritud süsteemis (kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on elektrilaengute algebraline summa jääv. q1+q2+...=const. Mingi pos elektrilaengu +q tekkimisega kaasneb alati temaga absol...
Faraday I seadus elektrolüüsi kohta. Elektrolüüsi rakendusnäiteid. Elektrivool gaasides. Sõltuv ja sõltumatu gaaslahendus. Kasutusnäited. Elektrivool vaakumis. Termoemissioon. Elektronkiir, elektronkiiretoru. Elektrivool pooljuhtides. Klassikaline elektronteooria. Tsooniteooria. Juhi, pooljuhi ja dielektriku elektrijuhtivuse põhjendamine tsooniteooriaga. Pooljuhtide omajuhtivus ja selle rakendus: termotakisti, fototakisti, pooljuhtdetektor. Pooljuhtide legeerimine. Elektronjuhtivus ja aukjuhtivus. pn-siire. Pooljuhtdiood, selle kasutamine. Transistor, selle kasutamine. Kiip, selle kasutamine analoog ja digitaallülitustes. 3 Magnetväli: Püsimagnet, püsimagnetite vastastikmõju, magnetpoolused. Magnetväli. Püsimagneti ja vooluga juhtme magnetväli. Magnetvälja jõujooned. Vooluelement. Voolude vastastikmõju. Ampere'i seadus. Voolutugevuse ühik amper. Magnetinduktsioon
Füüsika II eksami kordamisküsimused 1. Elektrilaeng ja väli · Elektrilaeng (+ elementaarlaeng, omadused) ja laengu jäävuse seadus (+valem, näide, selgitamine) Elektrilaeng on mikroosakese fundamentaalne omadus (nii nagu masski), mis iseloomustab osakeste võimet avaldada erilist (elektrilist) mõju ja ka ise alluda sellele mõjule. Elektrilaeng põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. Elektrilaenguid on kaks tüüpi: § Positiivne (prooton) § Negatiivne (elektron) Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed Elementaarlaeng |q|=1,6 × 10-19 C Erimärgiliste laengute vahel mõjub tõmbejõud, samamärgiliste vahel aga tõukejõud Elektrilaeng ei eksisteeri ilma laengukandjata ja see ei sõltu taustsüsteemist Laengu jäävuse seadus: Elektriliselt isoleeritud süsteemis (s.o. süsteemis, kuhu ei tule elektrilaenguid juurde j...
38. Mis on juhtivustsoon? Kas pooljuhid juhivad elektrit? Kuidas on see võimalik? Juhtivustsoon on keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. Pooljuhis olevad elektronid on küllalt energeetilised ja hüppavad soojusenergiast tulenevalt üle keelutsoonide juhtivustsooni. Kuna juhtivustsoonis on palju vabu alatasemeid, siis saab väli elektrone kiirendada ja tekitada elektrivoolu. Sellest tulenebki nende võime osaliselt elektrit juhtida. 39. Kirjelda aukjuhtivust? Aukjuhtivus on valentsitsooni elektronide võime täita valentstsooni auke, mis on tekkinud elektronide siirdumisel valentstsoonist juhtivustsooni. Näiteks kristallis haarab ioniseeritud aatom kaotatud elektroni asemele naabri oma, see omakorda järgmise jne. auk on positiivse laenguga ja triivib vooluallika negatiivse vooluse poole. 40. Mis on sisefotoefekt ehk fotojuhtivus? Sisefotoefekt ehk fotojuhtivus on täiendavate voolukandjate vabastamine pooljuhis
Pos. laeng=neg. laeng, mistõttu metall tavalisestes tingimustes on neutraalne. Elektrivool metallides kujutab endast elektronide suunatud liikumist. 27. VOOL POOLJUHTIDES Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dielektrikute vahele. Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest , vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on nt seleen, germaanium, räni, galliumarseniid. Konstantsel temperatuuril on elektron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu, pooljuhtide takistuse temperatuuritegurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10 / 20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhtidel eristatakse omajuhtivust ja lisandjuhtivust. Omajuhtivus tekiv elektronide üleminekul valentstsooni ülemistelt tasemetelt juhtivustsooni. ρ=I0l∆W/2KT
RC=1/c Vihikust: Elektrivool pooljuhtides Pooljuhid on juhtivusomaduste suhtes juhtide ja dielektrikute vahepealsed, nende juhtivus sõltub olulisel määral välistingimustest (temp jne).Ained: Germaanium Ge,Räni Si, Se Omajuhtivus Pooljuhis on vabadeks laengute kandjateks elektronid ja augud. Elektrivool pooljuhtides on elektronide ja aukude suunatud liikumine Lisandjuhtivus Elektronjuhtivus e. n-juhtivus e. doonor juhtivuse korral on põhilisteks laengukandjateks elektronid. Aukjuhtivus e. p-juhtivus e. aktseptorjuhtivuse korral on põhilisteks laengukandjateks augud. Transistori põhiomadus on, et baasvoolu väikesed muutused põhjustavad kollektoris suuri muutusi. Seega saab kasutada transistorit elektrivoolu võimendamiseks. Transistori vooluvõimendustegur: = lc/lB Vihikust: Tranformaator, trafo Transformaatorit kasutatakse vahelduvpinge muutmiseks. Transformaator töötab elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel.
Kordamisküsimused 1. Mis on Ohmi seadus? U=R*I 2. Mis on pingejagur? Etteantud parameetritega pingejaguri arvutamine. Pingejagur – alalis- või vahelduvpinget osadeks jagav elektriseade. 3. Elektriahela võimsus. U2 2 P=U∗I = =I ∗R R 4. Edissoni efekti olemus? 5. Elektronlambid (diood, triood, tetrood …) ja nende tööpõhimõte? diood ‒ kahe elektroodiga (katood, anood); triood ‒ kolme elektroodiga (katood, võre, anood); pentood ‒ viie elektroodiga (katood, tüürvõre, varivõre, sulgvõre, anood). Tetrood – nelja kanaliga Dioodi tööpõhimõte Töötamisel lastakse vool läbi nikroomist hõõgniidi, mis kuumutab katoodi 800...1000 °C kraadini. Kuum katood eraldab elektrone vaakumisse, protsess, mida nimetatakse termoemissiooniks. Katood on kaetud leelismuldmetalli (nt.baarium või strontsium) oksiidiga, millest elektronid väljuvad suhteliselt kerg...
enda koostisse (aktseptorlisandid). Viimasel juhul tekivad aines nn augud, millel positiivne laeng ja need saavad aines vabalt liikuda. Auguks nimetatakse elektroni puudumist keemilises sidemes (tühi koht ehk auk sidemes). Doonoreid sisaldavat pooljuhti nimetatakse n-pooljuhiks, kuna temas on valdav elektronjuhivus (laengukandjad negatiivsed). Aktseptoreid sisaldavat pooljuhti kutsu- takse p-pooljuhiks, kuna temas domineerib aukjuhtivus (laengukandjad positiivsed). Kindlaid piire kolme ainerühma vahel ei ole. Juhtide korral on vabade laengukandjate arv suurem või natuke väiksem aatomite või molekulide arvust (näiteks kraanivee korral on vabu laengukandjaid ca 100... 1000 korda vähem kui veemolekule). Pooljuhtides on vabu laengukandjaid aatomite arvust vähem ca 10 6 korda, dielektrikute korral aga üle 109 korra vähem. 5.8.1. Pooljuhtelektroonika
Teema 3. Pooljuhtseadised M.Pikkovi ainekava ja konspekti järgsed allteemad (http://www.ttykk.edu.ee/aprogrammid/elektroonika_alused_MP.pdf, lk. 23...41): - Pooljuhtdiood, tema ehitus. Alaldava siirde tekkimise tingimus. Protsessid pooljuhtdioodis. Pooljuhtdioodi kasutamisala, põhiparameetrid (lk 23...26). - Bipolaartransistor, tema ehitus, pingestamine, protsessid transistorstruktuuris (27...30). - Ühise baasiga ja ühise emitteriga lülituse karakteristikud (30...32). - Bipolaarne liittransistor (33). - Väljatransistorid (p-n siirdega, isoleeritud paisuga), nende ehitus, tööpõhimõte, tunnussuurused (34...37). - Türistorid (dinistorid, trinistorid). Suletav türistor. Sümmeetriline türistor. Türistorite kasutamine jõuelektroonikas (38...41). Käesoleva teksti sisujaotus: 3.1 Pooljuhtmaterjalid 3.2 pn-siire 3.2.1 pn-siire välise pinge puudumisel 3.2.2 Päripingestatud pn-siire ...
magnetväli ( elektriväli: H ( E (U) (vooluga juhis) * vastavas juhis (pooljuhis) vajalik laengukandjate suur liikuvus (sobivad veel Ge, GaAs) InP (indiumfosfiid) Kasut.: pooljuhtlaserites valgusdioodides kõrgsagedusgeneraatorites transistorides valgustundlikes elementides In (lihtaine) – peam. kasutusalad Ge ja Si äärmiselt tähtis lisand (tekitab p-n ülemineku pooljuhtides) p - aukjuhtivus n - elektronjuhtivus ↑ In [Ge kristalli ühendatud In-kihiga kaetud kontakttraat – see ongi pooljuhtdiood p - n - p -struktuur: transistorid (pooljuhttrioodid)] hermetiseeriv materjal vaakumseadistes ja kosmoseaparaatides ühendusmaterjal piesoelektril. kristallidele laagrite pinnakatted (vähendab hõõrdumist, pikendab laagrite eluiga) kattematerjal peeglitele ja reflektoritele (õhuke pealmine kiht)
Laengukandjaid on siin kahesuguseid ja eristatakse ka kahesugust juhtivust. Elektronide liikumisest tingitud juhtivust nimetatakse elektronjuhtivuseks ehk N-juhtivuseks (sõnast "negative"), aukude liikumisest tingitud juhtivust aga aukjuhtivuseks ehk P- juhtivuseks(sõnast "positive"). Peale omajuhtivuse on sobivate lisandite lisamisega materjalile võimalik kunstlikult tekitada täiendavat - lisandjuhtivust. Lisanditest tingitud juhtivus on alati üheliigiline, s.t. kas elektron- või aukjuhtivus. Lisandjuhtivuse tekitamiseks lisatakse pooljuhtmaterjalile kas kolme- või viievalentseid lisandeid, mis peavad ise olema võimalikult puhtad ja lisandite hulk peab olema selline, et säiliks ainele tüüpiline kristallstruktuur. Vaatleme esmalt olukorda, kus põhiainele on lisatud viievalentset lisandit, milleks võib olla antimon (Sb), arseen (As) või fosfor (P) Viievalentse lisandi aatom võtab aine struktuuris endale koha analoogiliselt põhiaine aatomile, kuid tema ühele elektronile ei
ELEKTROONIKA ALUSED Elektroonikaseadmete koostaja erialale 2007 SISUKORD 1. POOLJUHTIDE OMADUSI............................................................................................................................................3 1.1.Üldist..........................................................................................................................................................................3 1.2. Elektrijuhtivus pooljuhtides......................................................................................................................................3 1.3.P-N-siire ja tema alaldav toime (The P-N Junction) .................................................................................................6 1.4. P-N siirde omaduste sõltuvus temperatuurist (Temperature Effects) ......................................................................8 1.5. P-N-siirde omaduste sõl...
koostisse (aktseptorlisandid). Viimasel juhul tekivad aines nn augud , mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad keemilises sidemes. Neil on positiivne laeng ja nad saavad aines vabalt liikuda sarnaselt vabadele elektronidele. Doonoreid sisaldavat pooljuhti nimetatakse n-pooljuhiks, kuna temas on valdav elektronjuhivus (laengukandjad negatiivsed). Aktseptoreid sisaldavat pooljuhti kutsutakse p-pooljuhiks, kuna temas domineerib aukjuhtivus (laengukandjad positiivsed). Kindlaid piire kolme ainerühma vahel ei ole. Juhtide korral on vabade laengukandjate arv suurem või natuke väiksem aatomite või molekulide arvust (näiteks kraanivee korral on vabu laengukandjaid ca 100... 1000 korda vähem kui veemolekule). Pooljuhtides on vabu laengukandjaid aatomite arvust vähem ca 106 korda, dielektrikute korral aga üle 10 9 korra vähem. Pooljuhtelektroonika
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
