Juhtivustsoon tühi ja energiaruumi elektronide liikumiseks on piisavalt, kuid seal puuduvad elektronid, mis saaksid liikuma hakata. Valentstsoonis on elektrone, kuid puuduvad vabad alamtasemed, et elektronid saaksid liikuda. Pooljuhis on keelutsoon kitsam. Absoluutse nulltemperatuuri juures on valentstsoon täielikult täidetud, juhtivustsoonis elektrone ei ole ning pooljuht käitub kui dielektrik. Osad valentselektronid saavad soojusliikumise energia arvelt ületada keelutsooni ja siirduda juhtivustsooni. Soojusliikumine pole piisav tekitamaks elektronide massilist keelutsooni ületamist. Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentstsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult. Vabade laengukandjate tekitamist soodustavad lisandained pooljuhtides. Doonorlisandiga pooljuhis tekib doonorinivoo keelutsoonis juhtivustsooni lähedale. See nivoo on elektronidega täielikult täidetud
hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. · Pooljuhid Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Kokkuvõtvalt: Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega
n-juhtivus mehhanism: Kui lisandiaatomi elektronidega täidetud energianivoo paikneb keelutsoonis juhtivustsooni "põhja" lähedal, siis juba väikese ergastamise mõjul võivad elektronid siirduda juhtivustsooni ning olla seega elektrivoolu kandjateks. Selliseid energianivoosid nimetatakse doonornivoodeks (elektrone äraandvateks) ning lisandeid ise doonoriteks. Doonorlisanditega pooljuhtide elektrijuhtivus kujutab endast elektronjuhtivust ehk n-tüüpi pooljuhid. p-juhtivus mehhanism: Kui lisandi täitmata energianivoo paikneb keelutsoonis valentstsooni ülemise serva lähedal. Sel juhul võivad valentstsooni elektronid suhteliselt lihtsalt "hüpata"
Keelutsoon-vahemikku, kus elektronide laineomaduste tõttu ei saa nad omandada energiaid, mis jäävad pilusse deltaE täidetud ja tühja tsooni vahel. Valentsitsoon-hõivatud tsooni täitumine kristallaatomite väliskatte elektronidega e.valentselektronidega. Juhtivustsoon- keelutsooni kõrgem tsoon. Et pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kristallvõre soojusvõnkumisest küllalt enrgait, et hüpata üle keelutsooni juhtivustsooni. Kuna seal on rohkesti vabu alatasemeid, saab väli neid kiirendada ja tekitada elektrivoolu. Sellep. ongi nimi juhtivustsoon. 4.selgita augu mõisted pooljuhtide füüsikas ja aukjuhtivuse protsessi. Tavatem-del ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa(1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni-juhtivustsooni,jättes valentsitsooni tühikuid-auke.Auk käitub elektronväljas nagu pos.laenguga voolukandja.Pooljuhti läbiv vool liigub elektronide ja aukude voogudest.
Dielektrikutes: on energiatsoonid täielikult täidetud eletronidega ja keelutsoonide laiused on nii suured, et nendest üle viia elektrone pole võimalik. Ei jätku energiat. Valentstsoon on täileikult täidetud. Pooljuhtide: korral on valentstsoon ka täielikult täidetud elektronidega, kuid keelutsoon seevastu kitsas. Energia juurde saamisel võivad mõned elektronid ületada keelutsooni ja siirduda järgmisesse täitmata lubatud tsooni juhtivustsooni. Ehitus:Aatom koosneb tuumast ja tuuma ümber tiirlevatest elektronidest. Tuumas asuvad positiivelt laetud prootonid ja neutraalsed neutronid. Tuuma ümber tiirlevad oma orbiitidel elektronid, mis on negatiivse laenguga. Planetaarmudel: Aatomi keskel asub positiivselt laetud aatomituum, millesse on koondunud aatomi mass. Elektronid tiirlevad ümber tuuma nagu planeedid ümber päikese
Legeerimine on metalliliste, harvemini mitte metalliliste lisandite manustamine metallile või sulamile mehaanilise vastupidavuse (tugevuse, kõvaduse) suurendamiseks mõne eriomaduse (korrusiooni või kuumuskindlus) esiletoomiseks, või 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
elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. Pooljuhid: on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Dielektrikud ehk isolaatorid: on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud
Dielektriku tühjas juhtivustsoonis on energiaruumi avarasti, kuid seal puuduvad elektronid, mida väli võiks liikuma suunata. Valentsitsoonis on küll k'ik alatasemed elektronidega täidetud, kuid väli ei saa neid kiirendada : puuduvad vabad alatasemed, millele elektrone kergitada. Nad ei juhi voolu, vaid on isolaatorid. Pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kirstallivõre soojusvõnkumistelt küllalt energiat, et hüpata üle keelutsooni juhtivustsooni. Kuna seal on rohkesti vabu alatasemeid, saab väli neid kiirendada ja tekitada elektrivoolu. Pooljuhi juhtivustsooni pääseb palju vähem elektrone, võrreldes metalli pooltäidetud tsooni asukate arvuga. 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
Kriitilise temperatuuri juures läheb metalli takistus nulliks ja saab ülijuhtivasse olekusse. 9. Pooljuhid. p- ja n-juhtivus. Pooljuhtides laengukandjaid kerge vabaks muuta, nt sulas olekus keemilised elemendid. P-juhid – Legeteeritud lisandaine aatomid, millel on väliskihil vähem elektrone kui põhiaine aatomitel. Elektrone puudu; lisandiaatomid paiknevad valentstsooni lae ligidal; elektronid saavad kergelt valentsist keelutsooni. N-pooljuhis asub elektronidega täidetud nivoo juhtivustsooni põhja ligidal; elektronid suudavad kergelt keelutsoonist juhtivustsooni liikuda. Legeeritud lisandaine aatomid, kus väliskihil on rohkem elektrone kui põhiaine aatomitel. 10. Elektrivoolu soojuslik toime (Joule`i-Lenzi seadus). Voolu toimel laengukandjate liikumine vooluringis, neile mõjub takistus ja selle ületamisel eraldub soojus. 11. Elektriliste seadmete võimsus. Teevad tööd, kui laengukandjad liiguvad suunatult. 12. Elektrivoolu töö ja töö ühik 1 kW·h. Töö on A
1 1 (punastel metallidel 273 K ). Takistuse temperatuuriteguri leidmiseks on otstarbekas mõõta takistus kahel erineval temperatuuril R 1 = R o (1 + t 1 ) , R 2 = R o (1 + t 2 ) . Viimase avaldise läbijagamisel ja teisendamisel saame R1 - R 2 = R 1t 2 - R 2 t1 [2] Vaatame pooljuhi elektrijuhtivust. Kui pooljuhis elektron saab energia W, siis läheb ta juhtivustsooni. Valentstsoonis tekib vakantne koht nn. auk, mille võib peaaegu energiakaota täita mõne teine valentstsooni elektron. Elektroni üleminek juhtivustsooni tähendab sisuliselt ühe valentssideme purustamist. Kuna auk kujutab endast elektroni jaoks madalama potensiaaliga kohta, siis augu täidab uus elektron jne. See tähendab aga augu liikumist kristallvõres. Augu liikumine on ekvivalentne positiivse laengu liikumisega tahkes kehas.
Energiatasemed tahkises Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Energiatasemed tahkises Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=13eV). Valguse või 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
2.1 Energiatsoonid pooljuhis.Vabade laengukandjate energia sõltuvus impulsist. Pooljuhtide elektrijuhtivus Teatavasti on kristallis aatomite diskreetsed energianivood elektronidele laienenud energiatsoonideks (joonis 2.1). Näiteks Si ja Ge korral on väliskihis 4 elektroni (kaks s ja kaks p elektroni), aga seal on 8 lubatud olekut (nivood): 2 s nivood ja 6 p nivood. Tsoonide moodustamisel jääb 4N nivood valentstsooni ja 4N nivood juhtivustsooni (N on aatomite arv kristallis). Elektronide arv on aga 4N. Seega on kõik valentstsooni nivood täidetud ja juhtivustsooni nivood tühjad (selline on pilt 0 K juures). Valentstsooni elektronid liikuda ei saa, küll aga saavad liikuda kristallis juhtivustsooni elektronid. Seda on kõige lihtsam selgitada elektronide energia sõltuvusega aatomite vahelisest kaugusest (joonis 2.2). Üksiku aatomi
273 K Takistuse temperatuuriteguri leidmiseks on otstarbekas mõõta takistus kahel erineval temperatuuril R 1 = R o (1 + t 1 ) , R 2 = R o (1 + t 2 ) . Viimase avaldise läbijagamisel ja teisendamisel saame R1 - R 2 = [2] R 1t 2 - R 2 t1 Vaatame pooljuhi elektrijuhtivust. Kui pooljuhis elektron saab energia W, siis läheb ta juhtivustsooni. Valentstsoonis tekib vakantne koht nn. auk, mille võib peaaegu energiakaota täita mõne teine valentstsooni elektron. Elektroni üleminek juhtivustsooni tähendab sisuliselt ühe valentssideme purustamist. Kuna auk kujutab endast elektroni jaoks madalama potensiaaliga kohta, siis augu täidab uus elektron jne. See tähendab aga augu liikumist kristallvõres. Augu liikumine on ekvivalentne positiivse laengu liikumisega tahkes kehas
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 tiirleb ümber Indiumi ja Ge aatomituumade ainult 1 elektron ,teise kohal on auk. Energeetiliselt on indium germaaniumi valetstsooni kohal ning tõmbab ära valentstsoonist
täielikult hõivatud. Elektronide liikumisvabadus puudub, pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb laia(10 eV) keelutsooni taga. Elektronied ei suuda seda keelutsooni ületada. Elektrivoolu ei teki. POOLJUHID. Madalala temperatuuril on valentselektronide energiatsoon täielikult hõivatud. Keelutsoon on oluliselt kitsam kui dielektrikutel. Seetõttu suudavad elektronid osaliselt juba toatemperatuuril soojusliikumise energia arvelt minna valentstsoonist juhtivustsooni. Valentstsooni jäävad maha täitmata elektroniseisundid ehk augud. 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
8- 3.1eV, Elektronide ergastumiseks on vaja 5-10 eV 3. Dielektrikud on läbipaistvad, ei neela valguskvante. Metallid ja pooljuhid neelavad valguskvante seega on läbipaistmatud. Dielektrikutes on keelutsoon lai (5-10eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni auke. Kuna metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud, on nad head soojusjuhid. 4. Miks pooljuhtide juhtivus temperatuuri tõstmisel muutub? Vabad elektronid tekivad temperatuuri tõustes, juhtivustsoonis elektronide arv suureneb. 5. Transistorid Kollektor hakkab koguma elektrone, emitter saadab auke välja kollektorisse. Transistori omadus transistor võimendab emitteri ja baasi vahelist pinget
Pooljuhte kasutatakse elektroonikas näiteks dioodide, transistorite ja kiipide valmistamiseks. 7. Kuidas tekib n- ja kuidas p-tüüpi pooljuht? Mis on neis põhilisteks laengukandjateks? N-tüüpi pooljuht on pooljuht, milles põhilised laengukandjad on elektronid. Tekib kui lisada kas 3 või 5 valentset ainest. Siis üks elektron jääb kovalentsestt sidemest üle ja selle energia on suurem. Tekib lisatase juhtivustsooni lähedale. Sellelt lisatasemelt saab elektron minna juhtivustsooni. Pooljuhis on ülekaalus vabad elektronid. P-tüüpi pooljuhid on pooljuhid, milles põhlised laengukandjad on augud. Tekib 3 valentse aine lisamisel. Sideme moodustamisel jääb 1 elektron puudu. Tekib lisatase valentstsooni juurde - akseptornivoo. Sellele võib tulla elektron valentstsoonist, kuhu tekib pos. auk. Pooljuhi takistus temperatuuri tõustes väheneb. 8. Mille poolest aktseptorlisand erineb doonorlisandist? Too näide.
asustatud. Seetõttu on nad head elektrijuhid: elektronid saavad tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda. 2.3. Dielektrikuis ning tugevasti külmutatud pooljuhtides on kõrgeim hõivatud energiatsoon valentstsoon elektronidega täidetud. Liikumisvabadus puudub, elektrivool ei pääse läbi. 2.4. Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (~1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni tühikuid 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
kitsas (1...3eV) · Dielektrikud - tahkised, milles esinevad vaid täielikult täidetud energiatsoonid, keelutsooni laius on 5....10 eV Aukjuhtivus on aukude siirdumine välise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis Akseptornivoo on keelutsoonis, valentstsooni läheduses painev energiatase, millele võivad siirdda akseptorlisandi elektronid valentstsoonist Doonornivoo - on keelutsoonis, juhtivustsooni läheduses paiknev energiatase, mille täidavad doonorlisandi elektronid n-pooljuht doonorlisandiga pooljuht enamuslaengukandjateks on välise elektrivälja mõjul juhtivustsoonis liikuvad elektronid p-pooljuht - akseptorlisanidga pooljuht - enamuslaengukandjateks on välise elektrivälja mõjul valentstsoonis liikuvad augud pooljuhtide kasutamine dioodid, raadiod, televiisorid, kiip pn-siire ühinemiskiht n-pooljuhi ja p-pooljuhi vahel
tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteks energiavöötmeteks ehk energiatsoonideks. Elektronide laineomaduste tõttu ei saa nad omandada energiaid, mis jäävad pilusse E täidetud ja tühja tsooni vahel. Seepärast nimetatakse seda vahemikku keelutsooniks. Kuna hõivatud tsoon täitub kristalliaatomite väliskatte elektronide ehk valentselektronidega, nimetatakse valentsitsiooniks. Keelutsoonie järgnev täitmata tsoon kannab juhtivustsooni nime. Kristallid elektriväljas elektrivool kristallides; elektronid ja augud Elektriõpetuses teame, et elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Tahkistes on laengukandjateks elektronid. Suunatud liikumisse tõukab laengukandjaid elektrijõud, mis neile mõjub tahkisele rakendatud elektriväljas. Metalli pooltäidetud tsoonis on külluses nii elektrone kui ka vabu alatsemeid energia kasvuruumi. Seepärast ongi nad suurepärased elektrijuhid.
Valentstsoon-hõivatud tsoon,mis täitub valentselektronidega. Juhtivustsoon-elektrontsoonile järgnev täitamata tsoon. Metallis on pooltäidetud valentstsoon,on palju vaba ruumi,saab energiat vastu võtta.Suurepärased elektrijuhid. Dielektriku tühjas juhtivustsoonis on energiaruumi avarasti,kuid seal puuduvad elektronid,mida väli võiks liikuma suunata.Ei juhi voolu on isolaatorid. Pooljuhis keelutsoon kitsas ning mõned valentstsooni elektronidest saavad hüpata üle keelutsooni juhtivustsooni.Seal on palju vaba ruumi e. alatasemeid.Valentstsoonis tekib vaba ruumi.Sinna jäävad augud,ka valentstsooni elektronid võivad sinna asetuda. Sellist liikumist nimetatakase aukjuhtivuseks.Auk on posit. Laenguga märgi kandja.Triivib neg pooluse poole. Temperatuur-tegurid,mis panevad elektronid valentstsoonist hüppama juhtivustsooni,üheks teguriks temp.Pooljuhtide elektrijuhtivus suureneb temp tõusul. Metallides soojenedes kasvab takistus.Väga madalatel temp
(tugev elektriväli võib põhjustada läbilöögi) 6)Mis on pooljuhid, nimeta. Pooljuhid on ained, mis tavatingimustel juhivad voolu halvasti. Nt. Räni, germaanium. +joonis 7)Mis on pooljuhi omajuhtivus? Puhaste pooljuhtide juhtivust nimetatakse omajuhtivuseks. See on halb. 8)n-tüüpi pooljuht on pooljuht, kus põhilisteks laengukandjateks on vabad elektonid. See tekib kui lisandina kasutatakse viievalentset ainet, nt Arseen. Elektrivälja mõjul võib elektron liikuda doonornivoolt juhtivustsooni. +joonis 9)p-tüüpi pooljuht on pooljuht, kus põhilised laengukandjad on positiivsed augud.. See saadakse 3-valentse aine lisamisel nt indium. +joonis 10)Pooljuht diood Põhiomadus: lasta hästi läbi voolu ainult ühes suunas. Kasutatakse vahelduvvoolu alaldamisel. Skeemi tähis: I-on rakendatud päripinge. P-N siiret läbivad põhilised laengukandjad. Neid on palju ja tekib tugev vool. II- on rakendatud vastupinge P-n siiret läbivad kõrvalised laengukandjad.
aatomi põhitase, Epõhitasemele järgnev ergastustase, Ekeelutsoon) Kuna metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud, on nad head elektrijuhid: elektronid saavad tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda. ( joonis Energiatsoonid metallides, pooljuhtides ja dielektrikutes) Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni tühikuid auke. Auk käitub elektriväljas nagu positiivse laenguga voolukandja. Pooljuhti läbiv vool liitub elektronide ja aukude voogudest Dielektrikuis ning tugevasti külmutatud pooljuhtides on valentstsoon elektronidega täidetud, liikumisvabadus puudub, elektrivool ei pääse läbi. Dielektrikutes on keelutsoon lai (510eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. LISANDJUHTIVUS, DOONORID JA AKTSEPTORID
täielikult täidetud lubatud tsoon.Juhtivus tsoon- on valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoonElektronjuhtivus- on elektronide siirdumine valise mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis.Aukjuhtivus-On aukude siirdumine valise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valents tsoonis.Doonornivoo-on keelutsoonis,juhtivustsooni läheduses paiknev energiatase,mille täidavad doonorlisandi elektronid.Aktseptornivoo-On keelutsoonis ,valents tsooni läheduses paiknev energiatase,millele võivad siirduda aktseptorlisandi elektronid valentstsoonist.Pn-siire On kahe juhtivustüübiga pooljuhivahel tekkiv tõkkekiht .
*keelutsoon-elektronide laineomaduste tõttu ei saa omandada energiaid, mis jäävad täidetud ja tühja 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
hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. · Pooljuhid Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Kokkuvõtvalt: Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega
15. Energiatsoonide tekkimine: metallides, dielektrikutes ja pooljuhtides on energiatsoonid. Neid nim valentstsoonideks, juhtivustsoonideks ja keelutsoonideks, Tsoonid tekivad aatomite lähenemisel, mille tulemusel tekivad tahkised. a)metall valentstsoonis ja juhtivustsoonis on palju vaba ruumi, head elektrijuhid. b)pooljuhid keelutsoon kitsas, juhtivustsoon tühi, valentstsoon täidetud,mõningad elektronid suudavad minna juhtivustsooni. Juhib teatud tingimustel el.voolu. c)isolaator-dielektrik juhtivustsoon on vaba, valentstsoon täidetud, elektronid ei saa liikuda juhtivustsooni.Ei juhi el.voolu. 16. L.de Broglie hüpotees: elektronid käituvad liikumisel kui lained. Hüpotees osutus õigeks. Elektronid tekitavad interferentspildi. de Broglie lainepikkus: =h/mv m-osakeste mass, v-osakeste kiirus. 17
laineomaduste tõttu. Valentsitsoon - Hõivatud tsoon, mis täitub kristalliaatomite väliskatte elektronidega. Juhtivustsoon - Keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. 5. Pooljuhtides on keelutsoon suhteliselt kitsas, ~1ev. Dielektrikutes on keelutsoon lai, 5- 10eV. Metallis on koos valentsi- ja juhtivustsoon, milles on külluses elektrone ja vabu alatasemeid. 6. Pooljuhtide elektrijuhtivus jääb tugevasti maha metallide omast, sest nende juhtivustsooni pääseb palju vähem elektrone võrreldes metallidega. 7. Pooljuhtide juhtivust saab parandada temperatuuri absoluutse nulli lähedale viimisega. Teine võimalus on viia kristalli selle kasvatamise käigus väheke sobivaid lisandeid. 8. Pooljuhte kasutatakse elektroonikas, dioodide, transistorite ja kiipide valmistamiseks. 9. n-pooljuhi saab, kui kristalli kasvatada sellise elemendi aatomeid, milles on üks väliselektron rohkem kui kristalli moodustava põhilise aatomi väliselektrone
on liikunud leiualasse 7. Kristallide liigitus vastavalt energiatsoonidele: Juhid (metallid) pooltäidetud on nii juhtivus- kui ka valentstsoon Dielektrikud täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid ning keelutsooni ala on piisavalt lai (5 eV) Pooljuhid keelutsoon on kitsas (1-3 eV), elektrontsoonid on täielikult täidetud või tühjad 8. Pooljuhi elektrijuhtivust saab suurendada, kui tõsta temperatuuri (juhtivustsooni satub rohkem elektrone ja valentstsooni jääb ka rohkem auke) või neid valgustada (footonite energia peab ületama keelutsooni energia sisefotoefekt ehk fotojuhtivus) 9. Lisandjuhtivus, doonor- ja akseptorlisand Lisandjuhtivus pooljuhtide lisanditest tingitud elektrijuhtivus Doonorlisand pooljuhi võres olev lisand loovutab elektroni (n-pooljuht) Aktseptorlisand pooljuhi võres olev lisand loovutab ,,auke" (p-pooljuht)
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? Lk 62 Termistor on takisti, mille takistus muutub temperatuuriga. 11. Millel põhineb fototakistite toime? Lk 62 Fototakistite toime põhineb fotojuhitavusel 12. Selgita doonorite ja aktseptorite nimetuste päritolu. Lk 63
saab kasvada. See tagab juhtivuse. Dielektriku korral on juhtivustsoon tühi ja energiaruumi piisavalt kuid seal puuduvad elektronid, mis saaksid liikuma hakata. Valentstsoonis on elektrone, kuid puuduvad vabad alamtasemed, et elektronid saaksid liikuda. Pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas. Osad valentselektronid saavad soojusliikumise energia arvelt ületada keelutsooni ja siirduda juhtivustsooni. Seal on ka vabu tasemeid, mille abil saab tekitada väli laengute liikumist. Soojusliikumine pole piisav tekitamaks elektronide massilist keelutsooni ületamist. Seepärast on pooljuhtide elektrijuhtivus oluliselt väiksem juhtide omast. Kuna osa elektrone asuvad juhtivustsoonis, siis jääb ka valentstsooni vabu alamtasemeid "auke". Neid täites pääsevad elektronid liikuma. Valentsitsoon tekitab ka nn aukjuhtivust. Aatomid haaravad oma naabrite elektrone
Selle tulemusena tekib metallis elektrivool. Metall juhib elektrit seetõttu, et elektronid saavad kergesti liikuda kõrgematele energiatasemetele. Metallis on valentstsoon ja juhtivustsoon ülekattumisega. Kõige kõrgemat elektroni energiataset, mis on hõivatud (kus asuvad veel elektronid) 0K juures nimetatakse Fermi tasemeks. (Fermi level) Pooljuht Pooljuhid on ained, mille keelutsoon väiksem kui isolaatoril ja seetõttu suudavad elektronid termilise ergastuse korral üle minna juhtivustsooni. Elektronid, mis hüppavad üle juhtivustsooni jätavad maha samasuure arvu tühje energiatasemeid valentstsoonis, mida nimetatakse aukudeks. Nii elektronid juhtivustsoonis kui ka augud valentstsoonis on laengukandjad. Aukusid võime ette kujutada kui positiivse laenguga laengukandjaid, sest nad võivad vabalt liikuda tsoonis. Dielektrik Dielektrikus vabad laengukandjad elektrivälja toimel vabalt liikuda ei saa.
JUHTIVUSTSOON KEELUTSOON VALENTSTSOON VALENTSTSOON 13 Metallidest elektrijuhtide eritakistused on piirides 10 - 6 ...10 - 8 m, isolaatoritel 10 13 ... 10 20 m. Nende materjalide juhtivuste vahepeal on pooljuhid, millede keelutsooni laius on kitsam kui isolaatoritel. Mida kitsam on keelutsoon, seda kergemini võivad valentselektronid üle minna juhtivustsooni. Pooljuhtide keelutsoon on suhteliselt kitsas ( 1,5 eV ) , mis on aga suuresti muutuv temperatuurist, mille tulemusena muutub materjalis voolukandjate arv. Absoluutse nulli juures pooljuhis vabu elektrone ei ole. Pooljuhtidena kasutatakse germaaniumi ja räni, milledel n 10 22 m -3 ( legeeritult ), eritakistused 10 -6...10 8 ja keelutsoonid E Ge = 0,75 ja E Si = 1,112 eV. Pooljuhtides aatomitevahelised paarissidemed
ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=1 3eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Dielektrik tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist juhtivustsooni. (E=510eV). Tuumafüüsika Aatomi tuum koosneb nukleonidest prootonidest ja neutronidest, mida hoiavad koos tuumajõud. Prooton positiivse laenguga (+e) osake, mass = u. Neutron neutraalne osake, mass = u, aatommassi ühik u=1,66*10-27 kg
materjalide puhul erinev. -Fotoefekti punane piir sõltub üksnes elektroodi materjalist, ega sõltu kiirguse intensiivsusest Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. Ik ~ fii Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele. Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaiknemine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte.Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega.Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides. Mõnikümmend järjestikku lülitatud räni pn siiret moodustavad juba nn.päikesepatarei. Fotoefekti selgitamine kvantteoorias- Tuginedes Max Planci poolt viis aastat varem loodud
tasakaaluasendit muuta ei saa U0>>E Energiatsoonid tahkistes: Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=13eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Isolaator tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist juhtivustsooni. (E=510eV). 21 Tuumafüüsika Aatomi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest (nukleonidest). Tuumas mõjuvad tuumajõud. Suurusjärk 10-15m
Sellepärast ongi nad head elektrijuhid. Dielektrikutel on tühjas juhtivustsoonis palju energiaruumi, kuid seal pole elektrone, mida see väli liikuma saaks panna. Seetõttu ei juhigi nad voolu, vaid on isolaatorid. 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
temperatuurimuutuse 1K kohta. on ajakonstant sekundites, mille vältel +120°c hoitud termotakisti asetatuna +20°c temperatuuriga keskonda jahtub sedavõrd, et tema temperatuur langeb 63 K (kelvin) võrra. Fototakistid pooljuht elementi mille takistus väheneb nähtava valguse või IP kiirguse mõjul, takistuse muutus põhineb sise foto efektil, mis tähendab elektronide siirdumist juhtivustsooni kristallistruktuuris. Tähistus SF number järgi kuid näitab materjali. Põhiparameetrid o Pimetakitstus Rp valgustamata fototakisti takistus 20°c juures. o Pimetakistus juhul kui valgustatud pinna valgustihedus on 200 lux, o Pimevool Ip valgustamata fototakistit läbiv vool suurimal lubatud pingel o Valgusvool Iv nimetatakse voolu mis läbib fototakistit suurima lubatud pinge korral
Keelutsoon Täidetud tsooniala 22.11.12 36 Ainete liigid energiatasemete järgi2 · Pooljuhid valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud Energia tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul Lubatud tsoon Keelutsoon
neeldunud energia doosi. Hiljem saab neeldunud doosi maha lugeda, mõõtes termiliselt stimuleeritud luminestsentsi (TSL) või optiliselt stimuleeritud luminestsentsi (OSL) intensiivsust. Üldjuhul arvatakse, et kiiratud valguse hulk sõltub lineaarselt kiiritusdoosist. Protsessi aluseks on järgmine mehhanism. Kiirguse vastasmõju kristalliga põhjustab selle elektronide siirdumist kõrgema energia seisunditesse, juhtivustsooni, kus peale energeetilist relaksatsiooni nad võivad lõksustuda enamasti spetsiaalselt sisse viidud lisandiioonidel. Alumistes elektronidega täidetud seisundites, ehk valentstsoonis, jääb sellega ühest elektronist puudu ja tekib kvasiosake, mida nimetatakse auguks. Auk võib lõksustuda lisandioonidel nagu elektrongi. Kristalli kuumutamine (TSL puhul) või nähtava valgusega valgustamine (OSL puhul) vabastab laengukandjad,
Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. pooljuht - on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul. Tuumafüüsika aatomi tuum - Aatomituum on aatomi väga väike ja tihe keskosa, mis moodustab põhilise osa aatomi massist
Teine tsooniskeem (joon. 7.20b) on samuti omane metallidele. Antud tsooniskeemis täis valentstsoon ja normaalolekus tühi juhtivustsoon osaliselt kattuvad. Selline tsooniskeem omab Mg. Igas isoleeritud Mg aatomis on kaks 3s valentselektroni. Kui toimub materjali (kristallvõre) moodustumine, siis 3s ja 3p tsoonid osaliselt kattuvad. Kaks viimast tsooniskeemi on sarnased: kõik olekud valentstsoonis on täidetud ja puudub kattumine valents- ja juhtivustsooni vahel. Valents ja juhtivustsoon on eraldatud teineteisest nn. keelatud tsooniga. Keelatud tsooni laius on sageli nii suur, et elektronid ei oma küllaldast energiat selle ületamiseks. Erinevus toodud kahe tsooniskeemi vahel on keelutsooni laiuses. Isolaatoritele on keelatud tsoon suhteliselt lai (joon. 7.20c), samal ajal kui pooljuhtides on keelutsoon kitsam (joon. 7.20d). Fermi nivoo sellistel ainetel asub tavaliselt keelutsooni keskel - kahe lubatud tsooni vahel. 7.3
paiknevaks elektronnivooks, mis moodustavad kogumiku (energiatsooni) 7. Materjalide neli võimalikku tsoonistruktuuri? 8. Millised on metallide tsoonistruktuurid? 1) täis valentstsoon ja normaalolekus tühi juhtivustsoon osaliselt kattuvad, 2) valentstsoon vaid osaliselt täidetud elektronidega 9. Milline tsoonistruktuur vastab pooljuhtidele ja isolaatoritele? olekud valentstsoonis on täidetud ja puudub kattumine valents- ja juhtivustsooni vahel. Valents ja juhtivustsoon on eraldatud teineteisest nn. keelatud tsooniga. . 10. Miks metallid on väga head elektrijuhid? Üldiselt on elektrivälja poolt antav energia küllaldane, et suurt hulka elektrone metallides ergastada neile vabadele olekutele ja seetõttu on metallid hea elektrijuhtivusega 11. Miks pooljuhtide ja isolaatorite elektrijuhtivus on madal? Isolaatorites ja pooljuhtides
- 25. Koostage heteronukleaarsete kaheaatomiliste 1. ja 2. perioodi elementide ühendite MO diagrammid. - 26. Selgitage (lähtudes MO teooriast) metallide, isolaatorite ja pooljuhtide vahelisi erinevusi. Metallis osalevad MO-de moodustamisel kõik aatomid. Tulemuseks on väga suur hulk MO-sid, mis on energeetiliselt üksteisele väga lähedal, moodustades pideva tsooni, keelutsooni pole. Täielikult täidetud MO-d moodustavad valentstsooni, tühjad ja osaliselt täidetud aga juhtivustsooni. Kui valentstsoon ja juhtivustsoon pole energeetiliselt eraldatud, on tegemist elektrijuhiga. Kui tsoonide vahe on suur (täidetud ja tühjade MO-de vahel on suur vahe), on tegu isolaatoriga. Pooljuhis on valentstsoon ja juhtivustsoon lähedaste energiatega. 27. Kirjutage ideaalgaasi seaduse valem. Arvutage P, V, T või n väärtus antud tingimustel või peale tingimuste muutumist. PV=nRT n-universaalne gaasikonstant 8,314 Pa*m3/mol*K. 28
kaasa posistori takistuse suurenemise mille tõttu pääseb baasi väiksem voolutugevus. Mille tulemusena väheneb kollektorivool. Fototakistid Fototakistiks nimetatakse pooljuhtelementi mille takistus väheneb nähtava valguse või infrapuna valguse mõjul. Takistuse muutus põhineb fotoefektil st. elektronide siirdumist kiirguse mõjul juhtivustsooni. Kui fototakisti ühendada jadamisei koormustakistusega ja rakendada sellele ühendusele elektromotoorjõud, siis sõltub koormustakistil tekkiv voolulang fototalisti valgustundliku pinna valgustus tiheduses. Nähtavale valgusele tundlikuks fototakistiks on tablet kujuline valgustundlik element, kaaliumsulfiidist. Infrapunasele tundlikuks fototakistiks on plastplaadil pliisulfiidi kith. Põhiparameetrid: 1. Pimetakistus Rp fototakisti takistus täielikus pimeduses 20°C juures 2
kehast eraldunud laengu suurus on võrdeline neeldunud valgusenergia hulgaga s.o kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. Ik Ik- elektronide arv - valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele.Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte. Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides.
kehast eraldunud laengu suurus on võrdeline neeldunud valgusenergia hulgaga s.o kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. I k Ik- elektronide arv - valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele.Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte. Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides.
ja anoodist. Dünoodidele on rakendatud pinge, mis kiirendab elektrone ja iga elektron, pôrkudes dünoodi pinnaga vabastab mitu elektroni. Vool kasvab laviinina. PMT on môeldud nôrga kiirguse môôtmiseks. On vôimalik detekteerida üksikuid footoneid. tundlikkusele paneb piiri haavelmüra ja pimevool. 5 Fotodiood on silikoonplaat, kus neeldunud footonid ergastavad valentstsooni elektrone juhtivustsooni ja toimides laengukandjatena tekitavad need elektrivoolu. Dioodid ühendatakse maatriksisse,(kuni 4096 elementi), mis registreerib kogu spektri üheaegselt (analoogselt fotoplaadile) Absorbtsioonfotomeetria insrumendid On teada ühe ja kahekiire fotomeetrid. Absorbtsioonfotomeetrid: filterfotomeetrid (piiratud lainepikkuste arv, odavad, suure valgusjôuga) spektrofotomeetrid (sobiv lainepikkuste valik monokromaatoriga, kallid, väike valgusjôud)
–kehast eraldunud laengu suurus on võrdeline neeldunud valgusenergia hulgaga s.o kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. I k Ik- elektronide arv Φ- valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele.Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte. Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides.
Metallides (juhtides) on energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud, seega on nad ka head elektrijuhid. Elektronid saavad võtta elektriväljalt lisaenergiat ja nii ka liikuda ja põhjustada elektrijuhtivust. Pooljuhtides on energiatsoon madalal temperatuuril elektronide poolt küll täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on kitsam (1-2eV) kui dielektrikutes. Seetõttu suudavad elektronid juba toatemperatuuril osaliselt soojusliikumise energia arvelt minna valetsitsoonist juhtivustsooni, jättes maha täitmata elektronseisundeid ehk auke (elektroni puudumine keemilises sidemes). Dielektrikutes ehk isolaatorites on energiatsoon elektronide poolt täielikult hõivatud, liikumisvabadus puudub, pole vabu naabertasemeid. Järgmine energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei teki. Aatomi tuuma koostisse kuuluvad prootonid ja neutronid. Prootonite arvu tuumas nimetatakse laenguarvuks Z (elemendi järjenumber perioodilisuse süsteemis)
annaabi.ee 
