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) Doonornivoo keelutsoonis asetsev elektronidega täidetud nivoo, kust elektronid saavad minna juhtivus- või valentstsooni Aktseptornivoo keelutsoonis asetsev elektronidega täitmata nivoo 10. N- ja p-pooljuht
17. Kuna kõikide aatomite valentselekrtonid tiirlevad korraga ümber 2 tuuma, siis muudustub aatomite vaheline kovalentne side elektronpaaride kaudu. Teatud temperatuurini püsivad kõik valentselektronid oma radadel- vabu elektrone pole. Temperatuuri tõustes ei suuda elektronid oma trajektooril püsida ja saavad vabadeks elektronideks, elektri juhtideks. 18. Pooljuhi omajuhtivus- puhta pooljuhi elektrijuhtivus. Puhtas pooljuhis puuduvad normaaltingimustel vabad elektronid. 19. Lisandjuhtivus- võõraste aatomite poolt põhjustatud elektrijuhtivus. 20. 1)Doonorlisandil jääb elektrone üle(elektronjuhtimine, n-tüüpi pooljuht) 2)Akseptorlisandid on lisandid, milles sidemete moodustamisel naaberaatomitega jääb elektrone puudu. läheb edasi:20.2)sidemesse, kuhu elektroni ei jätku, tekib auk, mille laengut loetakse positiivseks. Pooljuhti, milles põhilisteks laengukandjateks on ''augu'' nimetatakse p- tüüpi pooljuhiks
(räni,germaanium)tavaolekus-elektronid on seotud paaridesse,vabu laengukandjaid pole omajuhitavus-Ideaalses pooljuhis on elektrivool põhjustatud ühesuguse arvu elektronide ja aukude liikumisest ja seda nimetatakse pooljuhtide omajuhtivuseks.(augud+ ja elekronid-)termo-Kuna laengukandjaid tekitab soojus,sõltub juhtivus temperatuurist(temp mõõtmine,küttesüsteemid)foto-Kuna laengukandjaid tekitab valgus,sõltub juhtivus valgustatusest(valguse mõõtmine,signa)lisandjuhtivus-Viies pooljuhti sobivaid lisandiaatomeid p ja n-p- ja n-pooljuhte omavahel kombineerides saab luua erinevaid elektroonilisi seadmeid(led,arvutid,protsessorid) elektrolüüt-hapete,aluste ja soolade vesilahus polaarsus-vesinikside,üks ots negatiivne ja teine positiivne diss-lahustunud aine molekuli lagunemine ioonidekselektrolüüs-ioonid kogunevad vastasmärgilistele elektroodidele ja neil eraldub aine,toimub keemiline reaktsioon vask-ioonid tõmbuvad
·Tüüpilised pooljuhid on räni ja germaanium. Mõlemad neljavalentsed. ·Pooljuhtide juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest. · Eristatakse n- ja p-tüüpi pooljuhte ehk elektron- ja aukjuhtivusega pooljuhte. 17. Täiesti puhtal pooljuhtmaterjalil ei pruugi normaalolekus olla mingit juhtivust. Pole vabu elektrone, ega ka auke. Kuid omajuhtivus võib tekkida temperatuuri tõustes. 18. Temperatuuri tõstmisega. Lisandjuhtivus- teise aine lisamisel tekkinud juhtivus.Lisatav aine aatom võtab pooljuhi kristallvõres sisse samasuguse koha nagu põhiaine aatomid, kuid õigesti valitud lisand tekitab ühe üleliigse elektroni. 19. Doonorlisand- elektrone loovutav lisand. Kui pooljuht sisaldab lisandit, millel on üks väliselektron vähem kui põhiaine aatomitel, saame valdavalt augujuhtivusega pooljuhi, p-pooljuhi.DOONORLISANDIks on näiteks viie valentnearseen, nelja
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 Pooljuhtide, nt Si, Ge, elektrijuhtivust tõstavad lisandid elektrone loovutavad doonorid, elektrone haaravad ning valentstsooni auke jätvad aktseptorid. Doonorlisandiga pooljuhid on npooljuhid, aktseptorlisandiga pooljuht aga ppooljuht ( joonis), (joonis n ja ppooljuhi võrepilt (A) ja tsooniskeem (B). Üksikute lisandiaatomite tasemed ei teisene tsoonideks. +4 põhiaine (Si, Ge) 4
paiknevad kindla korra kohaselt, moodustades kristallivõre. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Iseloomulik on elektrijuhtivuse (aines sisalduvate vabade laengukandjate arvu) järsk suurenemine temperatuuri kasvades, samuti võõraine aatomite mõjul. 6. Mis on vabadeks laengukandjateks pooljuhtides? Kuidas vabad laengukandjad pooljuhti tekivad? Soojendamisel sidemest eraldanud vabad elektronid. Tekivad soojendamise käigus. 7. Milles seisneb pooljuhtmaterjalide lisandjuhtivus? nublu ütles tellerile sakki tulli aitäh 8. Selgita n-tüüpi pooljuhi tekkimist. Selgita p-tüüpi pooljuhi tekkimist? N-tüüpi elektrivoolu kannavad elektronid ja p-tüüpi augud. 9. Millist materjali nimetatakse pn-siirdeks? Mis teeb selle materjali eriliseks? Mis ülesanne on dioodil? Kahekihiline pooljuht, mis tekib n- pooljuhi ja p- pooljuhi kokkupuutel. Ta laseb elektrivoolu ainult ühes suunas ja kui ühendada juhtmed vastupidi, siis ta ei lase elektrit läbi. Dioodide põhiline
ioonid. Tähtsaimad elektrijuhid on metallid, eriti hõbe, vask ja alumiinium. Isolaator (dielektrik) väga väikese elektrijuhtivusega aine, praktiliselt mittejuht. Isolaatoriteks on: õhk, klaas, portselan, parafiin, kummi, õlijt. Pooljuht aine, mille elektrijuhtivus muutub sõltuvalt tingimustest väga väikesest juhtivusest kuni hea juhtivuseni. Pooljuhtidel esineb oma- ja lisandjuhtivus. Pooljuhtide hulka kuuluvad: germaanium, räni, seleen, paljud keemilised ühendid ja enamik looduslikke mineraale. ELEKTROTEHNIKA TEATMIK 3 Kirjastus ILO Raivo Pütsep 2003
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). L/k genereerimine (soojuse või kiirguse toimel) ja rekombineerumine määravad dünaamiliste protsesside kiiruse.
Sõltumatu: jätkub pärast ionisaatori mju lõppemist. Sõltumatu: Huumlahendus (hõrendatud gaasid, valgusreklaam, päevavalguslamp, JOONIS!!!), kaarlahendus(normaalrõhul, süsielektroodide vahel, valgustid, elektrikeevitus), Sädeluslahendus(lühiajaliselt tugevas elektriväljas, süüteküünlad, välk), koroonalahendus(laetud kehade teravike läheduses, Püha Elmu tuled) 16. Milline on pooljuhi ehitus, juhtivustüüp pooljuhis? Ehitus(vt vihikust), juhtivustüüp:elektron-aukjuhtivus 17. Lisandjuhtivus, doonorlisand ja aktseptorlisand, milline pooljuhi tüüp tekib, miks? Joonis. Lisandjuhtivus:pooljuhtide juhtivuse suurendamine lisandite abil; Doonorlisand: tekitab liigseid elektrone, pooljuhi nim:n-tüüpi pooljuht, sest philosed elektronid, kõrvalised augud; akseptorlisand-tekitab liigseid auke, nimetus: p-tüüpi pooljuht, sest põhilised on augud ja kõrvalised elektronid. (JOONISED!) 18. Mis on pn- siire, pn- siire vastupingel, pn- siire päripinge lülituses? Pn-siire:kahe erineva
omakorda põhineb vasaku käe reeglil. ● transformaator- kui mähist läbib muutuv magnetväli. ● elektrimootor- elektromehaaniline seade, mis muudab elektrienergia mehaaniliseks tööks. ● transformaator- elektromagnetilisel induktsioonil põhinev staatiline energiamuundur, mis võimaldab muuta vaheldubpinget ja vastavalt vahelduvvoolu, seejuures sagedust muutmata. 35. Pooljuhid, pooljuhtide oma –ja lisandjuhtivus ● pooljuhid- elektrimaterjalid, mille elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne. ● pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest, valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest(temp. elektriväljatugevus jne) ● head pooljuhid- germaanium, räni, seleen ● pooljuhtide lisandjuhtivus on üldiselt väikee, nii, et puhtalt pooljuhid on juhtlivuselt lähedasemad rohkem isolaatoritele, kui juhtudele.
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
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.
KORDAMISKÜSIMUSED FÜÜSIKA EKSAMIKS 1. Kinemaatika põhimõisted: Punktmass on füüsikalise keha mudel, mille puhul keha mass loetakse koondatuks ühte ruumipunkti. Taustsüsteem on mingi kehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Keha asukoht, kuna kehad paiknevad erinevalt ruumis, siis kehad ka liiguvad erinevalt. Nihkevektor on vektoriaalne füüsikaline suurus, liikuva keha algasukohast lõppasukohta. 2. Kiirus on füüsikaline suurus, mis näitab kui palju on liikuva keha asukoht ruumis muutunud ajaühiku jooksul. Ühtlane ja ühtlaselt muutuvaks liikumiseks nimetatakse liikumist, kus keha kiirus muutub mistahes võrdsetes ajavahemikes sama palju. 3. Kiirendus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha kiiruse muutumist ajas. 4. Pöörlemise kinemaatikas keha liigub ringiratast, näiteks ventilaatori tiivikud. Joon ja nurkkiiruse vaheline seos on see, et mõlemal on kiirus võr...
kui ka ioonid. Tähtsaimad elektrijuhid on metallid, eriti hõbe, vask ja alumiinium. 3. Mis on isolaator (dielektrik)? Isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine, praktiliselt mittejuht. Isolaatoriteks on: õhk, klaas, portselan, parafiin, kummi, õli jt. 4. Mis on pooljuht? Pooljuht on aine, mille elektrijuhtivus sõltuvalt tingimustest oluliselt muutub väga väikesest juhtivusest kuni hea juhtivuseni. Pooljuhtidel esineb: oma- ja lisandjuhtivus. Pooljuhtide hulka kuuluvad: germaanium, räni, seleen, paljud keemi-lised ühendid ja enamik looduslikke mineraale. 5. Mis on elektriahel? Elektriahel on elektritehniliste seadiste kogum, mis on ette nähtud voolu juhtimiseks läbi nende. 6. Mis on suletud elektriahel? Suletud elektriahel sisaldab elektrienergia allikat ning ühte või rohkemat osist, mille läbi vool kulgeb. 7. Mis on elektrienergia allikas?
kui ka ioonid. Tähtsaimad elektrijuhid on metallid, eriti hõbe, vask ja alumiinium. 3. Mis on isolaator (dielektrik)? Isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine, praktiliselt mittejuht. Isolaatoriteks on: õhk, klaas, portselan, parafiin, kummi, õli jt. 4. Mis on pooljuht? Pooljuht on aine, mille elektrijuhtivus sõltuvalt tingimustest oluliselt muutub väga väikesest juhtivusest kuni hea juhtivuseni. Pooljuhtidel esineb: oma- ja lisandjuhtivus. Pooljuhtide hulka kuuluvad: germaanium, räni, seleen, paljud keemi-lised ühendid ja enamik looduslikke mineraale. 5. Mis on elektriahel? Elektriahel on elektritehniliste seadiste kogum, mis on ette nähtud voolu juhtimiseks läbi nende. 6. Mis on suletud elektriahel? Suletud elektriahel sisaldab elektrienergia allikat ning ühte või rohkemat osist, mille läbi vool kulgeb. 7. Mis on elektrienergia allikas?
Valentsitsioonis on küll kõik alatasemed elektronidega täidetud, kuid väli ei saa neid kiirendada: puuduvad vabad alatasemed, mille elektrone kergitada. Nõnda nad ei juhigi voolu, on isolaatorid. Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentsitsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult, ja pooljuhte saab 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
reguleerimiseks sobib sagedusmuundur. Mootori pöörlemissuuna muutmiseks tuleb klemmikarbis omavahel vahetada kaks toitepingejuhet. Mootori andmed saab teada mootori sildilt. 39. Sünkroongeneraatorid: ehitus, tööpõhimõte, olulised karakteristikud Sünkroongeneraator on vahelduvvoolumasin, mille magnetväli ja selle pöörlev osa (induktor) pöörlevad sünkroonselt (on ühed ja samad). 40. Pooljuhtide elektrijuhtivus. Lisandjuhtivus. Pn-siire Keemiliselt puhaste pooljuhtide elektrijuhtivus on võimalik juhul, kui lagunevad kovalentsed sidemed kristallides. Kovalentsete sidemete katkemise kutsub esile näiteks soojendamine suhteliselt madalete temperatuurideni. Kui kovalentsed sidemed katkevad, tekivad vabad laengukandjad ning saame rääkida pooljuhi omajuhtivusest ehk n-tüüpi juhtivusest. Mida kõrgemale tõsta pooljuhi temperatuuri, seda suurem on lõhutud
1. Punktmass:Teatud tingimustel võib jätta keha mõõtmed arvestamata ja vaadelda keha punktmassina. Taustsüsteem:Selleks, et uurida antud keha liikumist teiste kehade suhtes, tuleb kasutusele võtta taustsüsteem. Taustsüsteemi moodustavad taustkeha ja temaga seotud koordinaatteljed. Nihkevektor: kohavektori juurdekasv vaadeldava aja jooksul, kohavektor määrab üheselt ära keha asukoha ristkoordinaadistukus. 2. Kiirus on vektoriaalne suurus, mis iseloomustab punktmassi asukoha muutumist ajavahemikus. Ühtlaselt muutuvaks liikumiseks nim liikumist, kus keha kiirus muutub mis tahes võrdsetes ajavahemikes sama palju. 3. Kiirendus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha kiiruse muutumist ajas. 4. Pöörlemise kinemaatika: Kõik jäiga keha punktid liiguvad mööda ringjooni, mille keskpunktiks on pöörlemistelg. Kui mingi punkt pöördub mingi nurga võrra, pöörduvad ka kõik teised. Jäigaks kehaks nim. sellist keha, mille kõik osad on üksteisega seot...
Anistroopiaks nim. Aine omaduste sõltuvust kristtallograafilisest suunast. See on seotud erinevusega aatomite ja ioonide pakketiheduses erinevates kristallograafilistes suundades. 8.Mis on vintdislokatsioonid? Vindislokatsioon on dislokatsioonitüüp, mille puhul ülemine aatomtasapind kristallis on aatomite vahelise vahemaa võrra nihutatud alumise tasapinna suhtes. 9.Mis on materjali elektrilised omadused? Vastumõju temale rakendatud elektriväljale. 10.Mis on n-tüüpi lisandjuhtivus? n-tüüpi lissandjuhtivus on juhtivus kus põhilisteks laengukandjateks on elektronid ja augud on mittepõhilsteks kandjateks. N-tüüpi pooljuhis on Fermi nivoo nihutatud keelutsooni ülaossa ja tema täpne positsioon sõltub temperatuurist ja doonori konsentratsioonist. 11.Mis on faas? 12.Analüüsige puhta aine faasidiagrammi. 5 1.Defineerige materjalide tehnoloogia mõiste? Materjalide tehnoloogia kasutab ära materjaliteaduse fakte ja kavandab nende järgi vastavate omadusega materjale.
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. Omajuhtivus ilmneb piisavalt kõrgetel temperatuuridel kõikidel pooljuhtidel. Lisandjuhtivus tekib siis, kui pooljuhi mõned aatomid kristallvõre sõlmedes asendada aatomitega, mille valents on põhiaatomi valentsist ühe võrra suurem või väiksem. Lisandjuhtivus esineb peamiselt madalamatel temperatuuridel. 28. VÄLJUMISTÖÖ. KONTAKT POTENTSIAALIDE VAHEL Väljumistööks nimetatakse vähimat energiahulka, mis tuleb anda elektronile, et teda tahkest kehast või vedelikust vaakumisse viia. Väljumistööd tähistatakse eφ, kus φ on väljumispotentsiaal
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 Täidetud tsooniala 22.11.12 37 Lisandjuhtivus, lisandite liigid · Pooljuhtide juhtivuse iseloomu saab muuta sobivate lisandainete lisamisel kristallide kasvatamisel Lisades 4 väliselektroniga räni kristalli 5 väliselektroniga arseeni aatomeid, jääb osa arseeni elektrone sidemetest vabaks, moodustades juhtivuselektronid. Saadakse n- tüüpi pooljuht Kui lisandaines on elektrone vähem kui põhiaines, saadakse nn. Aukjuhtivusega pooljuht e. p tüüpi pooljuht 22.11
Anisotroopiaks nimetatakse aine omaduste sõltuvust kristallograafilisest suunast. See on seotud erinevusega aatomite ja ioonide pakketiheduses erinevates kristallograafilistes suundades. 8.Mis on vintdislokatsioonid?on dislokatsioonitüüp mille puhul ülemine aatomtasapind kristallis on aatomite vahelise vahemaa võrra nihutatud alumise tasapinna suhtes .9.Mis on materjali elektrilised omadused? Vastumõju temale rakendatud elektriväljale. 10.Mis on n-tüüpi lisandjuhivus? n-tüüpi lisandjuhtivus on juhtivus kus põhilisteks laengukandjateks on elektronid ja augud on mittepõhilisteks kandjateks. N-tuupi pooljuhis on Fermi nivoo nihutatud keelutsooni ülaossa ja tema täpne positsiooni sõltub temperatuurist ja doonori konsentratsioonist. 11.Mis on faas? Faasideks nimetatakse üksteisest ruumiliselt eraldatud homogeenseid süsteemiosi. Ühesuguste termodünaamiliste ja keemiliste omadustega. 12.Analüüsige puhta aine faasidiagrammi. Seda iseloomustab Clausiuse-Clapeyroni võrrand:
Selle vastupinge väärtus sõltub pooljuhi valmistamise tehnoloogiast. 19. Milline on pn-siirde tunnusjoon? Lk 93 Vaata tunnusjoon lk 93. 20. Missugune on pn-siirde põhiomadus? Lk 92 Pn-siire on p-juhtivusega ja n-juhtivusega pooljuhtide piirkiht. Ta on tõkkekiht. Takistab elektronide ja aukude difusiooni. 21. Kuidas sõltuvad pn-siirde omadused temperatuurist? Lk 93 Temperatuuri tõusuga suureneb nii omajuhtivuse voolukandjate elektronide kui ka aukude kontsentratsioon, mistõttu lisandjuhtivus mõjutab nüüd poljuhi juhtivust vähem. Kuna vastassuuna vool suureneb, siis temperatuuri tõusuga väheneb alaldustegur ja halveneb p- n-siirde ventiili toime. Tunduv temperatuuri mõju pooljuhtseadiste omadustele on nende tõsiseks puuduseks. 22. Mis on pooljuhtdiood? Lk 94 Pooljuhtdioodide põhiliseks elemendiks on p-n-siire, mis eraldab kahte erineva lisandjuhtivusega pooljuhti. Sellisel siirdel on ventiili omadused. Eristatakse kaht dioodide põhiliiki: pind- ja punktdioodi. 23
16. Mis on lisandpooljuht? pooljuhi elektrilised omadused on määratud lisandaatomitega 17. Kirjuta avaldus elektrijuhtivusele omajuhtivusega pooljuhis? Mis on n-tüüpi lisandjuhivus? . n-tüüpi lisandpooljuhtmaterjalis on elektronid põhilisteks laengukandjateks ja augud mittepõhilisteks laengukandjateks. n-tüüpi pooljuhis on Fermi nivoo nihutatud keelutsooni ülaossa ja tema täpne positsioon sõltub temperatuurist ja doonori kontsentratsioonist. 18. Mis on p-tüüpi lisandjuhtivus? p-tüüpi pooljuhis on augud põhimisteks laengukandjateks ja elektronid mittepõhilisteks laengukandjateks. 19. Kuidas elektrijuhtivus pooljuhtides sõltub temperatuurist? pooljuhtmaterjalidele on omane juhtivuse suurenemine temperatuuri tõusuga. 20. Milline on avaldis elektrijuhtivuse leidmiseks ioonilises keraamikas? 1. Mis on materjali optilised omadused? materjali optilised omadused on mõõduks tema
Mõlema pooli mähised tuleb kerida ühtepidi et tekiks samapidine magnetväli. Vastasel juhul tekib trafos lühis. 31.Pooljuhid. Tüüpilised pooljuhid räni ja germaanium on neljavalentsed ained. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib pooljuhis elektrone ja auke ühepalju. Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus, iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. 32.Pooljuhtide oma- ja lisandjuhtivus. 33.Pooljuhtdioodid. Valgusdiood on pooljuht diood, milline töötamisel pärisuunas kiirgab valgust. Fotodiood on pooljuhtdiood, mille omadused sõltuvad tema valgustatuses. Valgusenergia arvel saavad laengukandjad lisaenergiat, mille toimel nad läbivad dioodi pn-siirde. Fotodioodis on pooljuhtkristalli pinnale on tekitatud väga õhuke p-juhtuvusega kiht. Fotodiood võib töötada koos välise elektrienergia allikaga muundurina või ilma allikata generaatorina. 34
Energia on piisav ka pooljuhi 1eV vahemiku ületamiseks. Küll ei piisa sellest aga dielektrikute 5 10 eV keelutsooni ületamiseks. Vt. Joonis slaidil 45. Metallide vabad elektronid pole mitte ainult voolukandjad vaid ka toimetavad edukalt aines edasi soojusenergiat. Kuna elektronid dielektrikutes puuduvad, on need ka nii elektri- kui ka 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
kondensaator, selle korral voolutugevuse maksimum ennetab pinge maksimumi (veetand perioodi). 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
....................................................................... 60 7.9. Augud pooljuhtmaterjalides .................................................................................... 60 7.10. Omajuhtivus ........................................................................................................ 61 7.11. Lisandpooljuhtmaterjalid .................................................................................... 61 7.11.1. n-tüüpi lisandjuhtivus ...................................................................................... 61 7.11.2. p-tüüpi lisandpooljuhtmaterjalid..................................................................... 62 7.11.3. Juhtivuse temperatuursõltuvus pooljuhtides.................................................. 62 7.11.4. Kokkuvõtteks ................................................................................................... 63 7.12
põhjustama voolu. Sõltuvalt sellest, millist lisandit on pooljuhi juhtivus suurendamiseks kasutatud räägitakse N või P- pooljuhist. N pooljuhti on tekkinud suur hulk vabu elektrone ja vool seal tekib elektronide liikumise tulemusel. P on tekitanud hulk auke ja seal tekkiv vool põhjustab aukude liikumist. Praktiliselt on pooljuhtides üheaegselt nii lisand kui ka oma juhtivus. Seejuures on lisandjuhtivus suurem ja ta ei sõltu peaaegu temperatuurist. Omajuhtivus sõltub temperatuurist ja on pooljuht materjalide normaalne töötemperatuur lisandjuhtivusest 1000 korda väiksem. Kõrgendatud temperatuur (avarii olukorras) võivad need 2 juhtivust saada lähedasteks ja seetõttu on pooljuht seadistele
4. p-n siirde omaduste sõltuvus temperatuurist Nagu eespool märgitud, on lisanditeta pooljuht absoluutsel nulltemperatuuril dielektrik. Lisanditega pooljuht on aga ka sellises olukorras küllaldase juhtivusega. Seetõttu võiks p-n-siire töötada väga madalatel temperatuuridel. Tehnoloogilistel ja konstruktiivsetel põhjustel loetakse enamiku pooljuhtseadiste alumiseks töö-temperatuuripiiriks -60 °C. Temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ja omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti teataval määral temperatuurist, mingi temperatuuri juures on lisandid ära andnud kõik oma laengukandjad ja edasise temperatuuri tõusuga lisandjuhtivus enam ei suurene. Samal ajal aga suureneb pidevalt omajuhtivuse laengukandjate arv, kuni omajuhtivus saab lisandjuhtivusest suuremaks. Säärases olukorras kaob potentsiaalibarjäär ja kaob p-n-siire koos ventiiliomadustega. Toodud põhjustel on pooljuhtseadiste töötemperatuur piiratud. Lubatav töötemperatuur
Nagu eespool märgitud, on lisanditeta pooljuht absoluutsel nulltemperatuuril dielektrik. Lisanditega pooljuht on aga ka sellises olukorras küllaldase juhtivusega. Seetõttu võiks P- N-siire töötada väga madalatel temperatuuridel. Tehnoloogilistel ja konstruktiivsetel põhjustel loetakse enamiku pooljuhtseadiste alumiseks töötemperatuuripiiriks -60 C°. Temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ja omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti teataval määral temperatuurist. Mingi temperatuuri juures on lisandid ära andnud kõik oma laengukandjad ja edasise temperatuuri tõusuga lisandjuhtivus enam ei suurene. Samal ajal aga suureneb pidevalt omajuhtivuse laengukandjate arv, kuni omajuhtivus saab lisandjuhtivusest suuremaks. Säärases olukorras kaob potentsiaalibarjäär ja kaob P-N-siire koos ventiiliomadustega. Toodud põhjustel on pooljuhtseadiste töötemperatuur piiratud. Lubatav töötemperatuur sõltub
Nagu eespool märgitud, on lisanditeta pooljuht absoluutsel nulltemperatuuril dielektrik. Lisanditega pooljuht on aga ka sellises olukorras küllaldase juhtivusega. Seetõttu võiks P-N-siire töötada väga madalatel temperatuuridel. Tehnoloogilistel ja konstruktiivsetel põhjustel loetakse enamiku pooljuhtseadiste alumiseks töötemperatuuripiiriks -60 C°. Temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ja omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti teataval määral temperatuurist. Mingi temperatuuri juures on lisandid ära andnud kõik oma laengukandjad ja edasise temperatuuri tõusuga lisandjuhtivus enam ei suurene. Samal ajal aga suureneb pidevalt omajuhtivuse laengukandjate arv, kuni omajuhtivus saab lisandjuhtivusest suuremaks. Säärases olukorras kaob potentsiaalibarjäär ja kaob P-N-siire koos ventiiliomadustega. Toodud põhjustel on pooljuhtseadiste töötemperatuur piiratud
ületab keelutsooni (kollane) laiusele võrdse energia . Alumiste "täidetud" tsoonide elektronidel liikumisvõimalus puudub. Kui ja laengukandjaid on juba piisavalt, hakkab kehtima normaalne temperatuurisõltuvus . Juhtivuse sellist liiki, kus laengukandjad vabanevad kristallvõrest soojusliikumise 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"
ületab keelutsooni (kollane) laiusele võrdse energia . Alumiste "täidetud" tsoonide elektronidel liikumisvõimalus puudub. Kui ja laengukandjaid on juba piisavalt, hakkab kehtima normaalne temperatuurisõltuvus . Juhtivuse sellist liiki, kus laengukandjad vabanevad kristallvõrest soojusliikumise 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"
annaabi.ee 
