pooljuhtides on augud ja elektroni. Augud on tühjad Cu positiivseteks ja So4 negatiivseteks ioonideks. kohad, kus peaksid olema elektronid, aga neid seal Kui ühendada anood vooluallika +ga ja katood –ga, pole. Puhastes pooljuhtides on sama palju auke ja siis hakkavad vase positiivsed ioonid liikuma katoodi elektrone, aga nende arvu saab lihtsalt muuta 2- sorti suunas. Kui vase positiivsed ioonid jõuavad lisandite abil: 1)doonorlisandid 2)aktseptorlisandid katoodile, siis saavad nad sealt juurde puuduvad 1)Räni jaoks on arseen doonorlisand, st et see elektronid ja sadestuvad neutraalsete vase suurendab elektronida arvu pooljuhis. Sellist pooljuhti aatoimtena katoodi pinnale. Seda protsessi nim. nim. n-tüüpi pooljuhiks. 2)Aktseptrolisandid elektrolüüsiks. Negatiivsed So4 ioonid liiguvad suurendavad aukude arvu pooljuhtides. Sellist vastupidises suunas. Nii tekib elektrivool
Auguks nimetatakse elektroni puudumist keemilises sidemes. Valentselektronide järjestikuste ülehüpete teel liigub auk ühest kovalentsidemest teise. Augud käituvad nagu positiivse laenguga osakesed. Pooljuhi tähtsamaks energeetiliseks parameetriks on tema keelutsooni laius. Keelutsooni laius on energia, mille arvelt saab ühe keemilise sideme elektroni muuta juhtivuselektroniks. Pooljuhi elektrijuhtivust suurendavad lisandid ehk teise aine aatomid. Doonorlisandid loovutavad kergesti elektrone. Aktseptorlisandid haaravad elektrone naabersidemetest ning tekitavad nõnda vabu auke. Doonoreid sisaldavat pooljuhti nimetatakse n-pooljuhiks, kuna temas on valdav elektronjuhtivus. Aktseptoreid sisaldavat pooljuhti nimetatakse p-pooljuhiks, kuna temas domineerib aukjuhtivus.
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. Optika põhiseadused: 1)valgus levib homogeenses keskkonnas sirgjooneliselt 2) valguskiirte levimisel nende lõikumisel nad ei mõjuta teineteist 3)Peegeldunud kiir, langev kiir ja selle langemispunktist keskondade vahele tõmmatud normaal asuvad ühes tasandis ning peegeldumisnurk on võrdne ja vastasmärgiline langemisnurg
teguriks temp.Pooljuhtide elektrijuhtivus suureneb temp tõusul. Metallides soojenedes kasvab takistus.Väga madalatel temp. Kaob erinevus pooljuhi ja dielektriku vahel. Valgus-kus valguse toimel vabanevad täiendavad voolukandjad. Lisandid suurendavad pooljuhi elektrijuhtivust. Kui 4 valentsele põhiainele lisada 5 valentse lisandid,siis 1 elektron jääb keemilise sideme tekkimisel vabaks.Tegemist doonorjuhtivusega. Aktseptor-vastuvõtja,tekitab 1 elektroni puudujäägi(p-tüüpi) Doonorlisandid tekivad n-tüüpi.See tekitab ülejäävust. 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. n-poolmes elektronid ülekaalus. 1) voolallika + poolus ühendada p-poolusega,siis vool suureneb. 2)n poolus ühendada p- poolusega,vool kahaneb vooluallikas Valgus on elektromagnetlainetus
elektroni. · Pooljuhtide elektrijuhtivust, mille põhjuseks on vabade elektronide olemasolu, nimetatakse elektronjuhtivuseks ja vastavat voolu elektronvooluks. · Auk tühi koht aatomis, kust lahkus elektron. · Aukudest põhjustatud pooljuhi juhtivust nimetatakse aukjuhtivuseks ja elektrivoolu aukvooluks. · Elektrivoolu kandjateks pooljuhis on elektronid ja augud. · Doonorlisandid lisandid, mis annavad kergelt ära elektrone ja suurendavad vabade elektronide arvu. · Aktseptorlisandid lisandid, mis tekitavad elektronide puudujäägi ja palju auke.
metalli kontakt. Ideaalne ja idealiseeritud diood (diagramm) a) Pooljuhid Tavaliselt kristallstruktuuriga, kovalentne side kristallvõre aatomite vahel (diagramm). Enimkasutatav pooljuht räni Si. Elektrijuhtivus metalli ja dielektriku vahepealne. Juhtivus sõltub temperatuurist. - Omapooljuhid; elektronid ja augud; pi = ni. pini = ni2 = const = f(t°), ni 1010 cm-3 (Si). Pingestatult j = jn + jp; - Lisandpooljuhid. Aktseptorlisandid NA (3-valentsed Al, B) ja doonorlisandid ND (5- valentsed P, As); (NA, ND 1015...1019 cm-3). Lisandjuhtivus >> omajuhtivus p-pooljuht pp = NA toatemperatuuril. Augud p on vabad l/k, ioniseeritud aatomituumad NA on seotud l/k. Kuna nende laengud kompenseeruvad, siis summaarne laeng null. ppnp = ni2 = const, seega np = ni2 / NA ja pp>>np. n-pooljuhis nn = ND; pn = ni2 / ND ja nn>>pn . Enamus- ja vähemusl/k. Lisandpooljuhi pingestamisel j jp (p-pooljuhis) või j jn (n- pooljuhis).
Looduslike sädelahenduse näide : äike. Elektrivool pooljuhtides Tüüpilised pooljuhid on alumiinium, vask, räni ja germaanium. Puhastes pooljuhtides on laengu kandjateks elektronid ja augud. Auk – tühi koht, kus peaks olema elektron, aga seda pole seal. Elektronig liiguvad augult augule, seega augud liiguvad näiliselt vastupidises suunas. Puhastes pooljuhtides on ühe palju auke ja vabu elektrone, kuid nende arve saab lihtsalt muuta lisandite abil, mida on 2 sorti: 1) Doonorlisandid – Arseen on räni jaoks doonorlisandiks. Ta suurendab vabade elektronide arvu pooljuhis. Sellist pooljuhti nimetatakse n-tüüpi pooljuhiks. Joonis 4 2) Aktseptrolisandid - Aktseptorlisandid suurendavad auke pooljuhtides. Joonis 4 On kahte tüüpi pooljuhte. Lisandid suurendavad pooljuhi juhtivust. Elektrivool pooljuhtides kujutab endast vabade elektronide ja aukude suunatud liikumist. Joonis 5 p-n siire
§ välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) TEMPERATUURI SÕLTUVUS: Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid § Temperatuuri tõusmisel tõuseb ka elektronide liikumise kiirus ja järelikult energia GRAAFIK: LISANDPOOLJUHID: Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti § Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid. Doonorlisandid (n-pooljuht) loovutavad kergesti elektrone; voolu tekitajaks on elektronid elektronjuhtivus. Doonorlisandid annavad pooljuhile juhtivuselektrone. Aktseptorlisandid (p-pooljuht) haaravad vabu elektrone enda koostisse, e. tekivad aines augud (aukjuhtivus) (mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad keemilises sidemes, neil on positiivne laeng ja nad saavad aines vabalt liikuda sarnaselt vabadele elektronidele). Aktseptorlisandid kristallvõres hõivavad elektrone (p-juhtivus).
omakorda auk. Elektriväljas pos. Aukude suunatud liikumine tekitab voolutugevuse- Ia auk, elektroni suunatud liikumine tekitab voolutugevuse In, seega kogu I(voolutugevus) on arvuliselt võrdne nii aukude suunatud liikumisest voolutugevusega ja elektronide suunatud liikumisest voolutugevuste summadega. I=Ia+In Pooljuhtide suur kasutus on tingitud sellest, et nende elektrijuhtivust on suhteliselt lihtne suurendada, neid nt. soojendades termotakisteid valgustades. Pooljuhtide lisandjuhtivus a) doonorlisandid- on lisandid, mis suurendavad elektronide arvu pooljuhis Ge lisan arseen 5v joonis. Energeetiliselt lisandi antud juhul Arseeni energianivoo läheb Ge-i aatomi juhtivustsooni alla keelutsooni, mis tõttu el. paigutuvad juhtivustsooni, suurendades sellega elektronide arvu. b) Aktseptorlisandid- on lisandid, mis suurenevad pooljuhis aukude arvu, nt. Ge-le lisame Indiumi joonis. Moodustub Ge-ni ümber 3 täiskovalentset sidet, üks side jääb poolikuks, sest seal
Suurimad juhtivused: puhas hõbe, kuld(hea, sest ei oksüdeeru) ja plaatina. Juhi eritakistus Sõltub aine ehitusest ja temperatuurist. 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
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. Optika põhiseadused: 1)valgus levib homogeenses keskkonnas sirgjooneliselt 2) valguskiirte levimisel nende lõikumisel nad ei mõjuta teineteist 3)Peegeldunud kiir, langev kiir ja selle langemispunktist keskondade vahele tõmmatud normaal asuvad ühes tasandis ning peegeldumisnurk on võrdne ja vastasmärgiline langemisnurg. 4)Murdunud kiir, langev kiir ja selle
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. Lisanditega võime muuta juhtivust: Doonorlisandid – muudavad valdavaks elektronjuhtivuse. Aktseptorlisandid – muudavad valdavaks aukjuhtivuse. 4) Optika põhiseadused. Valgus on dualistliku loomuga: temas on nii laine kui ka korpuskulaarsed omadused. Nähtustes nagu interfrents, difraktsioon, polarisatsioon- käitub valgus kui laine. Nähtuses nagu fotoefekt, röntgenefekt jt.- käitub valgus kui osakeste voog. Põhiseadused: 1
. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib elektrone ja auke ühepalju. Pooljuid eirnevad metallisest suurema eritakistuse ja selle ümberpääratud temperatuurisõltuvuse poolest. Juhtivuse tempsõltuvus on eksponentsiaalne niii, et iga 10 kraadi temp tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Legeeritud pooljuhid- lisanditega pooljuhid, kus põhiane kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid. Nii suurendatakse juhtivust. Doonorlisandid-annavad pooljuhile juhtivuselektrone, loovutava kergesti elektrone, voolu tekitajaks on elektronid-elektronjuhtivus. Kui neljavalentse räni kristalli viia lisandainena sisse viievalentset fosfori jääb ringorbiidil üks lisand valentselektron vabaks. Selle eemaldamiseks piisab tühisest energiast ja lisanid aatom muutub peale seda pos. iooniks Aktseptorlisandid- kristallvõres hõivavad elektrone. haaravd vabu elektrone enda koostiseesse, tekivad aines augud-aukjuhtivus
Viimasel juhul on aines küll olemas ioonid, aga need on kristallvõre sõlmedes ja ei saa piki ainet liikuda. Pooljuhtides on vabade laengukandjate kontsentratsioon juhtide ja dielektrike oma vahepeal. Pooljuhtides saab vabu laengukandjaid tekitada kas valguse või soojuse toimel. Vabade laengukandjate tekitamist soodustavad lisandained pooljuhtides. Need 10 kas loovutavad kergesti elektrone (doonorlisandid) või haaravad vabu elektrone 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)
viievalentset ainet (fosforit, arseeni v. antimoni) jääb ringorbiidil üks lisandi valentselektron vabaks. Selle eemaldamiseks piisab tühisest energiahulgast, mistõttu tehnikas praktiliselt kasutatavas temperatuurivahemikus on praktiliselt kõik lisandaatomid ioniseeritud (lisandi aatom muutub valentselektroni lahkumise järel positiivseks iooniks). Niisuguseid lisandeid, mis annavad pooljuhile juhtivuselektrone, nimetatakse doonorlisanditeks. Doonorlisandid annavad pooljuhile n-juhtivuse. Vajalik lisandikogus on väga väike, näiteks 1mg fosforit 50 g ülipuhta räni kohta vähendab räni eritakistust 100 000 korda. Liikuvaid laengukandjaid, mis antud pooljuhis on ülekaalus, nimetatakse enamus- laengukandjateks, vastasmärgilisi laengukandjaid aga vähemuslaengukandjateks. Pooljuhti, kus enamuslaengukandjad on negatiivse laenguga (elektronid), nimetatakse n- pooljuhiks.
keemiline side ei soodusta vabade laengukandjate teket, näiteks kovalentne side või ioonne side. Viimasel juhul on aines küll olemas ioonid, aga need on kristallvõre sõlmedes ja ei saa aines liikuda. Pooljuhtides on vabade laengukandjate kontsentratsioon juhtide ja dielektrike oma vahepealne. Pooljuhtides saab vabu laengukandjaid tekitada kas valguse või soojuse toimel. Vabade laengukandjate tekitamist soodustavad lisandained pooljuhtides. Need kas loovutavad kergesti elektrone (doonorlisandid) või haaravad vabu elektrone enda 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
annaabi.ee 
