6.11.2010 Kõik pooljuhtseadused omavad kihilist struktuuri. n-pooljuht = elektronjuhtivusega pooljuht Doonor- elektrone loovutav lisand p- pooljuht aukjuhtivusega pooljuht Akseptor- lisand, millel on üks väliskihi elektron vähem Pn-siire · Pn-siire on momokristalse pooljuhi kiht, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt(p- juhtivuselt) elektronjuhtivusele(n-juhtivusele) · Kristallil on erinevate lisanditega ehk erineva juhtuvusega piirkonnad, et tekiks
muundamiseks. Transistori abil saab ühe elektrisignaali abil juhtida ehk tüürida teist elektrisignaali. Transistorite Erinevus Eristatakse bipolaar- ja unipolaar- e. väljatransistoreid. Enamik transistoreid valmistatakse ränist. Vaid väga kõrgsageduslikud mudelid gallium-arseniidi ja analoogsete materjalide baasil. Bipolaartransistorid Bipolaartransistor on transistor, mis koosneb kolmest auk- ja elektronjuhtivusega kihist ja kahest nendevahelisest pn-siirdest. Bipolaartransistori (tavaliselt germaaniumist või ränist) struktuur võib olla pnp või npn. Biopolaartransistorid Bipolaartransistori saab panna kolme lülitusse: on olemas ühise emitteriga, ühise kollektoriga ja ühise baasiga lülitus. Esimene neist on kõige kasutatavam, sest see tagab suure võimendusteguri. Ühise kollektoriga lülitus on spetsiifilisem (emitterijärgur). Ühise baasiga lülitus
Elektroni vabastamiseks peab tema kineetiline energia olema suurem teda iooniga siduvate (elektri)jõudude potentsiaalsest energiast. Elektroonikas kasutatakse sellepärast, et on äärmiselt tundlikud välismõjude suhtes. Vabad laengukandjad tekivad näiteks temperatuuri tõusmisel või pooljuhist erineva valentsusega lisandite kasutamisel. Viimasel juhul jaotatakse pooljuhid: n - pooljuht (elektronjuhtivusega pooljuht). Kristallvõresse viidud nn. doonorlisandi fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülearune elektron jääbki kristallis vabalt liikuma. p - pooljuht (aukjuhtivusega pooljuht) Lisandi - boori aatomil on üks elektron vähem kui ränil - alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht (nn. "auk"), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest. DIOOD, pn -siire:
Pooljuhid - pooljuht · Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. · Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. · Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. · Räni ja germaanium on kaks kõige kasutatavamat pooljuhti. Neil mõlemal on neli elektroni välisel elektronkihil. · Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes, peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades.
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 elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk siire. n- pooljuhid(elektronjuhtivus) p-pooljuhid(aukjuhtivus) 4. Aineid, milles elektrivool tekitab keemilisi muutusi nimetatakse elektrolüütideks. 1)galvanoplastika 2)galvanosteegia 3)elektrometallurgia 4)elektrolüütiline poleerimine 5) elektrolüütkondekad 6)keemilised vooluallikad*patareid*akumulaatorid*pliiakud, leelisakud*kütuse element 5
Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Nende juhtivus tuleneb metalliaatomite elektronkatte väliskihi elektronide ehk valentselektronide nõrgas t sidemest aatomituumaga. Kõik metallid on keemilised elemendid, mis asuvad Mendelejevi tabelis boori ja polooniumit ühendavast diagonaalist vasakul. Neil on väliskihis alla nelja elektroni ning nad on valmis neid ära andma, et saavutada stabiilsemat olekut. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda, nii et neist võivad saada elektrivoolu kandjad
Pn-siire on monokristalse pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Sulandades ühe plaadikese n- pooljuhist plaadikesegap- pooljuhist, saame kahekihilise pooljuhi. Nende ühinemiskihiks ongi Pn-siire Kogu pooljuhtseade on ühes terviklikus kristallis. Kristallil on erinevate lisanditega ehk erineva juhtivusega piirkonnad, et tekiks erinimeliste laengute vastastikmõju. Kui kogu kristall oleks ühe juhtivustüübiga, näiteks elektronjuhtivusega, siis oleks tegemist tavalise elektriahela takistusega.Välises elektriväljas paiknev (see tähendab - pingestatud) pn-siire on ühesuunalise elektrijuhtivusega, mis tähendab, et vool saab minna ainult kristalli p-kihist n- kihti. PINGESTAMATA Pn SIIRE Vastupingestatud pn-siire Päripingestatud pn-siire
auke. Auk käitub elektriväljas nagu positiivse laenguga voolukandja. Pooljuhti läbiv vool liitub elektronide ja aukude voogudest. 2.5. Dielektrikutes on keelutsoon lai (5-10 eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. 2.6. Pooljuhtide (Si, Ge jt) elektrijuhtivust tõstavad lisandid nii elektrone hõlpsasti loovutavad doonorid kui ka elektrone haaravad ning valentsitsooni auke jätvad aktseptorid. Doonorlisandiga (valdavalt elektronjuhtivusega) pooljuht on n-pooljuht, aktseptorlisandiga (valdavalt aukjuhtivusega) pooljuht aga p-pooljuht. 3.1. Siirdekiht p- ja n-pooljuhi vahel, pn-siire juhib elektrivoolu ainult suunas p- poolmelt n-poolmele; seetõttu toimib vahelduvvooluringi lülitatud pn-siire (diood) alaldina. 3.2. Transistor on pooljuhtseadeldis elektrisignaalide võimendamiseks, muundamiseks ja genereerimiseks. 3.3. Nüüdielektroonika põhielement kiip ehk terviklülitus, milles mõne cm² suurusele
tehnoloogiliste omaduste keevitavuse parandamiseks. 5. Selgita tulenevalt tsooniteooriast metalli, dielektriku ja pooljuhi ehitust. Tsooniteooria keeles tähendab see, et 5-valentne lisand tekitab diskreetse nivoo keeluvööndis juhtivustsooni põhja lähedal, nii et kristalli soojusvõnkumised suudavad kergesti paisata sellel nivool asuva elektroni juhtivustsooni, kus ta muutub vabaks laengukandjaks. 6. Mis on n & p pooljuht? N-pooljuht on elektronjuhtivusega ehk tal on võime juhtida elektrivoolu, mis on tingitud liikumisvõimeliste laetud osakeste-laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. P-pooljuht on aukjuhtivusega. Elektriväljas valentselektronide puudujäägil tekkinud "auk" nihkub ja võib haarata puuduva elektroni naaberaatomilt. Nii tekivad "triivivad augud", millele siis vastab aukjuhtivusega ehk p-pooljuht. 7. Mis on diood ja millal alandab, millal võimendab voolutugevust ?
Samamärgilised laengud tõmbuvad, erimärgilised tõukuvad. Valem q= I * t ( voolutugevus * aeg) 8. ELEKTRIVOOL.JUHID.DIELEKTRIKUD.POOLJUHID Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget. Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur. ( metallid Dielektrikud on isoleerivad ehk elektrit mittejuhtivad ained. ( mittemetallid) Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid.Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. 9. AMPER.VOLT.OOM Amper on elektrivoolu tugevuse põhiühik SI-süsteemis valem I= q/t ( laeng / aeg) Volt on pinge mõõtühik, näitab palju tööd tehti kahe punkti vahel laengu ümbertõstmisel Oom on takistuse ühik 10. ELEKTROSTAATILINE VÄLI
barjäär suureneb. Vool sõltub takistusest, mis pole lineaarne st takistuse väärtus muutub transistori reziimi muutusega. Ie=30/re 35. Mis on vooluülekandetegur ja kuidas teda tähistatakse? Seda võib vaadelda kui vooluvõimendustegurit (alfa), kui sisendvooluks on emitterivool ja väljundvooluks kollektorivool. =Ik/Ie 36. Millised on bipolaartransistori ühendusviisid? Lk 107 emitter lülitus Bipolaartransistor on transistor, mis koosneb kolmest auk- ja elektronjuhtivusega kihist ja kahest nendevahelisest pn-siirdest. Bipolaartransistori (tavaliselt germaaniumist või ränist) struktuur võib olla pnp või npn. Pnp tüüpi transistor (~) - signaaliallikas R - koormustakisti, millele rakendadakse võimendatud signaal Nooltega on näidatud elektrivoolu suund Pnp-tüüpi bipolaartransistoril on 2 aukjuhtivuse ja 1 elektronjuhtivusega kihti. Keskmist
ehitistesse, ühendada eraldiseisvate teisaldatavate või paiksete moodulitena ja suurtesse keskelektrijaamadesse. Mis see päikesepatarei on? Iga päikesepatarei süda on aukjuhtivusega pooljuhtmaterjal, mis neelab päikesekiirgust. Neeldumise tulemusena vabanevad selles materjalis muidu seotud olnud laengukandjad elektronid ja augud. Et neid laengukandjaid saaks kasutada elektrienergia tootmiseks, tuleb esmalt augud elektronidest eraldada. Kõige lihtsam on selleks kasutada teist, elektronjuhtivusega pooljuhtmaterjali kihti, mis koostöös päikesekiirgust neelava pooljuhiga moodustab omamoodi barjääri. See takistab ühelt poolt aukude äravoolu ning teisalt soodustab elektronide libisemist elektronjuhtivusega pooljuhti. Sellise eraldamise tulemusena kogunevad vabastatud augud ja elektronid päikesepatarei erinevatesse aladesse ning nende omavaheline kokkupuude on raskendatud. 90% tänapäeval toodetavatest päikesepatareidest on valmistatud kristallilisest ränist
Kuna mida suurem on vee langus seda suurem on ta potentsiaalne energia püütakse hüdroelekrijaamu ehitada suurte jugade äärde. Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus) on seetõttu väike. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Nende juhtivus tuleneb metalliaatomite elektronkatte väliskihi elektronide ehk valentselektronide nõrgast sidemest aatomituumaga. Kõik metallid on keemilised elemendid, mis asuvad Mendelejevi tabelis boori ja polooniumit ühendavast diagonaalist vasakul. Neil on väliskihis alla nelja elektroni ning nad on valmis neid ära andma, et saavutada stabiilsemat olekut. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda, nii et neist võivad saada elektrivoolu kandjad
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 elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk siire. n-pooljuhid(elektronjuhtivus) p-pooljuhid(aukjuhtivus) 4. Aineid, milles elektrivool tekitab keemilisi muutusi nimetatakse elektrolüütideks. 1)galvanoplastika 2)galvanosteegia 3)elektrometallurgia 4)elektrolüütiline poleerimine 5) elektrolüütkondekad 6)keemilised
soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Keelutsooni laiust reguleeritakse põhiliselt lisandite viimisega pooljuhtidesse. Rakenduslikult on kõige tähtsamaks pooljuhiks olnud räni (Si), aga tähtsad on ka germaanium (Ge) ja gallium-arseen (GaAs). n - pooljuht · n - pooljuht (elektronjuhtivusega pooljuht). · Kristallvõresse viidud nn. doonorlisandi fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülearune elektron jääbki kristallis vabalt liikuma. p - pooljuht · p - pooljuht (aukjuhtivusega pooljuht) · Lisandi - boori aatomil on üks elektron vähem kui ränil - alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht (nn. "auk"), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest. pn-siire Pooljuht-ventiil: · n- ja p-pooljuhte eraldavat pinda
nii madalkui ka kõrgepingele. Karbiide (SiC) kasutatakse varistoride valmistamisel, varem ka ventiillahendite mittelineaarsete takistite valmistamisel. Sulfiide (PbS, Bi2S3, CdS, ZnS) kasutatakse fototakistite, fotoelementide ja luminofooride valmistamisel. Seleniide (PbSe, Bi2Se3, CdSe, HgSe) kasutatakse fototakistite, pooljuhttermoelementide ja laserite tootmisel. Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. Räni ja germaanium on kaks kõige kasutatavamat pooljuhti. Neil mõlemal on neli elektroni valise elektronkihil. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes, peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades.
Selleks on vaja nelja dioodi või dioodsilda (mis koosneb neljast dioodist), trafot ja kondekaid. Dioode kasutades tuleks vaadata ka seda kas dioodid antud pinget ja voolu ka kannatavad. Sellega hoiate ära dioodi ja võibolla ka muude komponentide riknemise. Valgusdioodid-indikaatoreina elektroonikaseadmeis, tekstide või numbrite kuvamiseks. Pingestamata p-n siire Kui ühes pooljuhtkristallis tekitada kaks erineva juhtivusega osa, üks elektronjuhtivusega ja teine aukjuhtivusega, siis nende erinevate juhtivustega osadeüleminekupiirkonda nimetatakse p-n-siirdeks. Selline olukord saadakse pooljuhtkristalli erinevate lisandite sisseviimise teel. Sellises kristallis on n-osas külluses elektrone ja p-osas külluses auke. Difusiooni toimel hakkab taolises olukorras toimuma laengukandjate vahetus. Tekkinud elektriväli on aga suunatud laengukandjate liikumusele vastu ja
nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. POOLJUHID Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Pooljuhtide erijuhtivus toatemperatuuril on 10...106 S/m. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. Pooljuhtide hulka kuuluvad mõned
sellest materjalist päikespatareid pole nii kõrge kasuteguriga kui ränipatareid, aga neid on odavam toota. Päikesepatarei ise on keerukas pooljuhtelektrooniline seadeldis, milles on päikesekiirgust neelav kiht. Selles kihis neeldunud päikesekiirgus tekitab vabu elektrone, need elektronid tuleb eraldada vabadest aukudest, et need omavahel kokku ei saaks ja kaotsi ei läheks. Et need eraldada tuleb appi võtta teist tüüpi pooljuhtmematerjal, see materjal pannakse kontakti elektronjuhtivusega pooljuhiga. Sellisel kontaktil tekib tõmbejõud, mis tõmbab vabu elektrone üht tüüpi pooljuhi poole ja vabu auke teist tüüpi pooljuhi poole. Tulemuseks ongi, et päikesepatareis tekivad poolused ja jääbki üle vaid ühendada vastavad poolused juhtmetega, ning patarei ongi valmis. 2006.a. alustati TTÜ-s nii Põhja- kui ka Baltimaades unikaalse päikesepaaneelide katsetamise labori rajamist. Peale katsetuste oli labori eesmärk päikesepaneelide tutvustamine Eestis.
Pooljuhis on osa elektrone siiratud valentsitsoonist juhtivustsooni, jääb sinna ka vabu alatasemeid. Täites neid auke, pääsevad ka valentsitsooni elektronid liikuma. 6. Pooljuhid on ained, mis tavatingimustel juhivad voolu halvasti. Nt. Räni, germaanium. Tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri(valgus, temperatuur) mõjul. Pooljuhtideks nimetatatkse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. On väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. 7. Peamine pooljuhi iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Seda saab tunduvalt tõsta viies kristalli selle kasvatavamise käigus väheke sobivaid lisandeid. 8. Näiteks uuemates valgusfoorides või elektrooniliselt juhitavates liiklusmärkides raudteejaamades, lennujaama terminalides ja infotabloodel. 9
kontuuris võrdub emj. R/r=1 kasutegur on siis 50% 3. Algebraline summa pinge Reaktiivtakistused - Kui langudega algebralise eeldada, et kondensaatoris R ~ summaga. 3. Pooljuhtventiil 0, siis vastavalt ohmi seadusele e. diood - Pooljuhtventiiliks on tekib takistus, mida pooljuhtkristall, kus on loodud nimetatakse mahtuvuslikuks auk- ja elektronjuhtivusega reaktiivtakistuseks ja piirkonnad ning nende tähistatakse XC=1/wC. 4. puutepinnal asuv tõkkekiht Isoprotsessid - protsess mille e.pn siire. n-pooljuhid käigus üks olekuparameetritest (elektronjuhtivus) p-pooljuhid ei muutu. Isoprotsesse on: (aukjuhtivus). 4. isobaariline, isohooriline, Soojusmasina kasutegur. isotermiline. Isotermiline
kasutada tundlike temperatuuritajurite termotakisite ehk termistoridena. Lisandjuhtivus, doonorid ja aksteptorid Pooljuhi juhtivust saab tunduvalt tõsta, viies kristalli selle kasvatamise käigus väheke sobivaid lisandeid. Kuid näiteks neljavalentse germaaniumi kristallise kasvatada viievalentse arseeni aatomeid, jääb üks elektron keemiliste sidemete moodustamisel ülearuseks ja vabaneb juhtivuselektronina. Niiviisi saadakse valdavalt elektronjuhtivusega pooljuht n-pooljuht. Elektrone lisand on doonor. Lisalugemist Vesinik Tal on kaks stabiilset isotoopi massiarvudega 1 ja 2. Erinevalt muudest elementidest on keemilised ja füüsikalised erinevused vesiniku isotoopide vahel suhteliselt suured. Seetõttu on neil erinimetused ja mitteametlikud, ent laialdaselt kasutatavad erisümbolid. Isotoopi massiarvuga 1 nimetatakse prootiumiks ja keemiline sümbol H käib eriti selle isotoobi kohta
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 elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk siire. n-pooljuhid(elektronjuhtivus) p- pooljuhid(aukjuhtivus) 4. Aineid, milles elektrivool tekitab keemilisi muutusi nimetatakse elektrolüütideks. 1)galvanoplastika 2)galvanosteegia 3)elektrometallurgia 4)elektrolüütiline poleerimine 5) elektrolüütkondekad 6)keemilised vooluallikad*patareid*akumulaatorid*pliiakud, leelisakud*kütuse element 5
tööga nim elektromotoorjõuks E. E=A/q (V)volt. Suurust mis on arvuliselt võrdne elektrostaatiliste ja kõrvaljõudude poolt positivse ühiklaengu ümberpaigutamisel tehtud tööga, nim pingelaenguks ehk lihtsalt pingeks U antud ahela osal. U12=1-2+E12. Kõrvaljõudude puudumisel pinge U langeb kokku potensiaalide vahega U12=1-2 3. Pooljuht dioodid. - Pooljuht dioodid e. pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk pn- siire. Pooljuhtventiil on selgelt ühesunalise juhtivusega. 4.Elektrolüüsi kas, tehnikas. 1.Galvanoplastika- metallijäljendi saamine reljeefsest mudelist 2.Galvanosteegia- metallesemete pinna katmine elektrolüütiliselt, mõne teise metallikihiga 3.Elektrometallurgia – teadmised, mis seotud elektrolüüsiga 4.Elektrolüütiline poleerimine- eemaldatakse pinnakonarused 5.Elektrolüütkondensaatorid - elektroodid 6
teatud olekus ka gaasid (plasma). Kuid harilikult kasutatakse elektrijuhtidena metalle ja sulameid. Juhid liigitatakse tavaliselt kahte liiki: · suure erijuhtivusega elektrijuhid · suure eritakistusega elektrijuhid 2.1 Metallid Looduslikud vasekristallid Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Nende juhtivus tuleneb metalliaatomite elektronkatte väliskihi elektronide ehk valentselektronide nõrgast sidemest aatomituumaga. Kõik metallid on keemilised elemendid, mis asuvad Mendelejevi tabelis boori ja polooniumit ühendavast diagonaalist vasakul. Neil on väliskihis alla nelja elektroni ning nad on valmis neid ära andma, et saavutada stabiilsemat olekut. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda nii, et neist võivad saada
kõrvaljõudude tööga nim elektromotoorjõuks E. E=A/q (V)volt. Suurust mis on arvuliselt võrdne elektrostaatiliste ja kõrvaljõudude poolt positivse ühiklaengu ümberpaigutamisel tehtud tööga, nim pingelaenguks ehk lihtsalt pingeks U antud ahela osal. U12=1-2+E12. Kõrvaljõudude puudumisel pinge U langeb kokku potensiaalide vahega U12=1-2 3. Pooljuht dioodid-Pooljuht dioodid e. pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk pn- siire. Pooljuhtventiil on selgelt ühesunalise juhtivusega. 4. Elektrolüüsi kas, tehnikas-1.Galvanoplastika- mingi eseme katmine ainega N: grafiidi pulbriga 2.Galvanosteegia- millegi katmine kihiga, hakkab kattuma 3.Elektrometallurgia 4.Elektrolüütiline poleerimine- eemaldatakse pinnakonarused 5.Elektrolüütkondensaatorid 6.Keemilised vooluallikad -patareid -akumulaatorid pliiakud
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. pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk pn- siire. Pooljuhtventiil on selgelt ühesunalise juhtivusega. Pooljuhttrioodid e. transistor-Transistor on kahe pn- siirdega kristall. Sõltuvalt juhtivustüübist on kas p-n-p tüüpi või n-p-n tüüpi transistorid. Transistori keskmist osa nim baasiks, äärmisi osasid vastavalt emiteriks ja kollektoniks. Türistorid-Türistoriks nim tüüritavat pooljuhtventiili, kus nelja vaheldumisi oleva p ja n piirkonna
Dielektrik on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 7. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Pooljuhtide erijuhtivus toatemperatuuril on 10...106 S/m. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. Pooljuhtide hulka kuuluvad mõned lihtained (räni, germaanium, seleen, telluur, arseen, fosfor ja teised), palju oksiide,
soojusisolaatorid. Metallid seevastu aga juhivad mõlemat ühtviisi hästi. Juhtivuse erijuhud ja mõjutamine. Lisandjuhtivus, doonorid ja aktseptorid. Pooljuhi juhtivust saab suurendada kristalliseerumise ajal temasse väikeses koguses lisandainete viimise teel. Viies germaaniumi (4 väliselektroni, neljavalentne) arseeni (5- valentne) aatomeid, jääb keemiliste sidemete moodustumisel 1 elektron üle ja saadakse valdavalt elektronjuhtivusega pooljuht e. n-tüüpi pooljuht. Elektrone loovutav lisand kannab nimetust "Doonor" andja. Kui pooljuht sisaldab lisandit, mille aatomitel on 1 väliselektron vähem kui põhiaine aatomitel, saame aukjuhtivusega pooljuhi, mida nimetatakse ka p- tüüpi pooljuhiks. Vastavat lisandit tuntakse "Aktseptorina" võtja. Aktseptor võtab naaberaatomitelt elektroni ja tekitab elektronkattesse augu, mis soojusliikumise toimel siirdub valentstsooni. Kokkuvõte. 1
toimel, nim. pooljuhtide teoorias omajuhtivuseks. Sellest erinev on lisandjuhtivus, kus laengukandjaid tekitatakse kunstlikult, lisades lähteainele kõrgema või madalama valentsiga lisandeid. Lisandiaatomite "sobitamisel" kristallvõresse jääb elektrone "üle" (kui lisandi valents on kõrgem lähteaine omast) või tuleb puudu (kui valents on madalam). Esimesel juhul tekivad kristallis vabad elektronid, millele vastab elektronjuhtivusega e. n-pooljuht. Valentselektronide puudujääk seevastu tekitab võres laengudefekti - nn. "augu". Elektriväljas selline "auk" nihkub ja võib haarata puuduva elektroni naaberaatomilt. Nii tekivad "triivivad augud", millele siis vastab aukjuhtivusega e. p- pooljuht. n - pooljuht (elektronjuhtivusega pooljuht). Kristallvõresse viidud nn. doonorlisandi fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülearune elektron jääbki kristallis vabalt liikuma.
toimel, nim. pooljuhtide teoorias omajuhtivuseks. Sellest erinev on lisandjuhtivus, kus laengukandjaid tekitatakse kunstlikult, lisades lähteainele kõrgema või madalama valentsiga lisandeid. Lisandiaatomite "sobitamisel" kristallvõresse jääb elektrone "üle" (kui lisandi valents on kõrgem lähteaine omast) või tuleb puudu (kui valents on madalam). Esimesel juhul tekivad kristallis vabad elektronid, millele vastab elektronjuhtivusega e. n-pooljuht. Valentselektronide puudujääk seevastu tekitab võres laengudefekti - nn. "augu". Elektriväljas selline "auk" nihkub ja võib haarata puuduva elektroni naaberaatomilt. Nii tekivad "triivivad augud", millele siis vastab aukjuhtivusega e. p- pooljuht. n - pooljuht (elektronjuhtivusega pooljuht). Kristallvõresse viidud nn. doonorlisandi fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülearune elektron jääbki kristallis vabalt liikuma.
Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda, nii et neist võivad saada elektrivoolu kandjad. Parimad elektrijuhid on kuld ja hõbe. Et need materjalid on kallid, kasutatakse nende asemel enamasti vaske, mis on samuti hea elektrijuht. Metalljuhte kasutatakse juhtmete ning elektriseadmete elektrit juhtivate detailide valmistamiseks. Elektrijuhtivus sõltub ka juhi temperatuurist. Teatavas temperatuuride vahemikus jääb metallide elektrijuhtivus
Samuti on piiratud ainesse viidavate lisandite hulk, et säiliks põhiaine struktuur. Lisandite lubatav kontsentratsioon on üks aatom kümne miljoni põhiaatomi kohta (1/107). Seega võime öelda, et pooljuhtseadiste valmistamise keerukas tehnoloogia algab eriti puhaste ainete saamisest. 4.3. p-n-siire ja tema alaldav toime The p-n Junction Kui ühes pooljuhtkristallis tekitada kaks erineva juhtivusega osa, üks elektronjuhtivusega ja teine aukjuhtivusega, siis nende erinevate juhtivustega osade üleminekupiirkonda nimetatakse p-n-siirdeks. p-n-siirdes tekkivad nähtused ja tema omadused on enamiku pooljuhtseadiste töö aluseks. Praktiliselt saadakse selline olukord pooljuhtkristalli erinevate lisandite sisseviimise teel. Sellises kristallis on n-osas külluses elektrone ja p-osas külluses auke. Difusiooni toimel hakkab taolises olukorras toimuma laengukandjate vahetus. Seda olukorda võime vaadelda järgmiselt
piiratud ainesse viidavate lisandite hulk, et säiliks põhiaine struktuur. Lisandite lubatav kontsentratsioon on üks aatom kümne miljoni põhiaatomi kohta (1/10 ). Seega võime 7 öelda, et pooljuhtseadiste valmistamise keerukas tehnoloogia algab eriti puhaste ainete saamisest. 1.3.P-N-siire ja tema alaldav toime (The P-N Junction) Kui ühes pooljuhtkristallis tekitada kaks erineva juhtivusega osa, üks elektronjuhtivusega ja teine aukjuhtivusega, siis nende erinevate juhtivustega osade üleminekupiirkonda nimetatakse P-N-siirdeks. P-N-siirdes tekkivad nähtused ja tema omadused on enamiku pooljuhtseadiste töö aluseks. Praktiliselt saadakse selline olukord pooljuhtkristalli erinevate lisandite sisseviimise teel. Sellises kristallis on N-osas külluses elektrone ja P- osas külluses auke. Difusiooni (aine osakeste soojusliku liikumise) toimel hakkab taolises olukorras toimuma laengukandjate vahetus
hulk, et säiliks põhiaine struktuur. Lisandite lubatav kontsentratsioon on üks aatom kümne miljoni 5 põhiaatomi kohta (1/107). Seega võime öelda, et pooljuhtseadiste valmistamise keerukas tehnoloogia algab eriti puhaste ainete saamisest. 1.3.P-N-siire ja tema alaldav toime (The P-N Junction) Kui ühes pooljuhtkristallis tekitada kaks erineva juhtivusega osa, üks elektronjuhtivusega ja teine aukjuhtivusega, siis nende erinevate juhtivustega osade üleminekupiirkonda nimetatakse P-N- siirdeks. P-N-siirdes tekkivad nähtused ja tema omadused on enamiku pooljuhtseadiste töö aluseks. Praktiliselt saadakse selline olukord pooljuhtkristalli erinevate lisandite sisseviimise teel. Sellises kristallis on N-osas külluses elektrone ja P-osas külluses auke. Difusiooni (aine osakeste soojusliku liikumise) toimel hakkab taolises olukorras toimuma laengukandjate vahetus
annaabi.ee 
