Metallides soojenedes kasvab takistus.Väga madalatel temp. Kaob erinevus pooljuhi ja dielektriku vahel. Valgus-kus valguse toimel vabanevad täiendavad voolukandjad. Lisandid suurendavad pooljuhi elektrijuhtivust. Kui 4 valentsele põhiainele lisada 5 valentse lisandid,siis 1 elektron jääb keemilise sideme tekkimisel vabaks.Tegemist doonorjuhtivusega. Aktseptor-vastuvõtja,tekitab 1 elektroni puudujäägi(p-tüüpi) Doonorlisandid tekivad n-tüüpi.See tekitab ülejäävust. Omajuhtivus-tähendab nii n kui ka p tüüpi juhtivust,ilma lisandita.Juhtivustsoonis liiguvad neg laengukandjad.Valetstsoonis liiguvad pos laengukandjad. Pooljuht-kihiline pirukas. Pn siire-kahekihilne pooljuht. p-poolmes augud ülekaalus. n-poolmes elektronid ülekaalus. 1) voolallika + poolus ühendada p-poolusega,siis vool suureneb. 2)n poolus ühendada p- poolusega,vool kahaneb vooluallikas Valgus on elektromagnetlainetus.Laine on perioodiline kui perioodiline kohamuutus
As, In, PbS 16. Ränikristallis on aineosakesed paigutatud kindla korra järgi. Ränikristallil on kindel sulamistemperatuur. 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
Teda iseloomustatakse eritakistuse abil.POOLJUHID ·Asuvad juhtivuselt mittejuhtide ja juhtide vahepeal. ·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
4)Miks on metallid head elektrijuhid?+joonis Sest headel elektrijuhtidel järgneb valentstsoonile juhtivustsoon. 5) Miks dielektsikud ei juhi elektrit.+joonis Sest neil järgneb valentstsoonile lai keelutsoon, mille ületamiseks peab elektron juurde saama väga palju energiat. (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
kristallstruktuuriga ained, s.t nende aatomid või molekulid paiknevad kindla korra kohaselt, moodustades kristallivõre. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Iseloomulik on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades, samuti võõraine aatomite mõjul. Puhtas pooljuhis on vabade elektronide arv võrdne aukude arvuga, sest kovalentsideme katkemisel moodustuvad paarikaupa üks vaba elektron ja auk. Niisuguse puhtpooljuhi elektrijuhtivus – omajuhtivus – on madalal temperatuuril lähedane dielektriku omale. Temperatuuri tõustes kasvab vabade elektronide hulk kiiresti ja vastavalt väheneb pooljuhi eritakistus. Mis on pooljuhtioodid? Mis on selle otstarve? Pooljuhtdiood on kahe elektroodiga diood, mille eesmärk on lasta elektrivoolu läbi ainult ühes suunas. Seadise põhiosaks on enamasti pooljuhtkristalli sisse tekitatud pn-siire, Schottky dioodil metall-pooljuhtkontakt ‒ Schottky barjäär. Alaldi
elektronid kui ka augud, npooljuhis peamiselt e, ppooljuhis peamiselt augud, I leppeline voolusuund) DIOOD Siirdekiht p ja npooljuhi vahel, pnsiire juhib elektrivoolu ainult suunas ppoolmelt npoolmele; seetõttu toimub vahelduvvooluringi lülitatud pnsiire (diood) alandina ( joonis pooljuhtdiood juhib voolu vaid ühes, pärisuunas), ( joonis pooljuhtdiooni voltamperkõver (tunnusjoon), nõrka vastuvoolu tingib omajuhtivus), ( joonis pooljuhtdioodi läbilõige Iisolaator, Khermeetiline kest, Ppnsiirdega pooljuhtkristall, tingmärk) TRANSISTOR Transitor on pooljuhtseadis elektrisignaalide võimendamiseks, muundamiseks ja genereerimiseks. Kui kaks pnsiiret luuakse vastasjärjestuses (nt np ja pn), saadakse transistor. ( joonis npn ja pnp transistori läbilõige ja tingmärk kummagi transistorvõimendusastme lülitusvisandil)
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.
ole lubatud lisandeid. Kõrge nõutav puhtus on tingitud sellest, et elektroonikasse sobivad pooljuhtmaterjalid peavad olema kristallilise ehitusega ja nende ainete kristalliline struktuur peab olema ideaalselt ühtlane. Ühtlane kristall struktuur on aga võimalik ainult puhaste ainete korral, sest igale ainele on omane mingi kindel kristallstruktuur ja kui sinna viia lisandeid, siis tekib sega struktuur, kuna põhiaine püüab kujundada oma kristallstruktuuri, lisandid aga oma. Pooljuhtide omajuhtivus Tüüpilised pooljuhid räni ja germaanium on neljavalentsed ained. St nende välises elektronkihis on neli elektroni. Stabiilse struktuuri moodustamiseks on vajalik ka teatavasti väliskihis kaheksa elektroni. Kirjeldatud ainetes toimub aatomite vahel vastastikune elektronide laenamine nii, et moodustub stabiilne struktuur. Taolist struktuuri nimetatakse koevalentsete sidemetega struktuuriks. Selline struktuur on tavalisel levinud isolaatoritel.
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. Koos temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ning omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti temperatuurist.
kontuuris, kui muutub selle kontuuri pinda läbiv magnetvoog. 34. Elektrimootor on elektromehaaniline seade, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks tööks. Transformaator on elektromagetilisel induktsioonil põhinev staatiline energiamuundur, mis võimaldab muuta vahelduvpinget ja vastavalt vahelduvvoolu. 35. Pooljuht on aine, mille elektrijuhtivus on halvem kui elektrijuhil ja parem kui dielektrikul. Pooljuhtide omajuhtivus vastassuunas liigub sama hulk elektrone ja auke. Pooljhtide lisandjuhtivus
on tingitud liikumisvõimeliste laetud osakeste - laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. Elektrivälja mõjul hakkavad need aineosakesed liikuma. Aineosakeste liikumist ja seega ka ainet iseloomustab erijuhtivus, mis vastavalt Ohmi seadusele on seotud elektrivälja tugevuse (E) ja voolutihedusega . Aukjuhtivus on pooljuhtide elektrijuhtivus kus laengukandjateks on augud, milleks nimetatakse lahkunud elektronide kohti kovalentsidemetes. Omajuhtivus -tähendab nii n kui ka p tüüpi juhtivust,ilma lisandita.Juhtivustsoonis liiguvad neg laengukandjad.Valetstsoonis liiguvad pos laengukandjad. Pooljuht-kihiline pirukas. Pn siire-kahekihilne pooljuht. p-poolmes augud ülekaalus. Dielektrik ehk mittejuht ehk isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni
10. Aktseptor omastab elektrone, kuid doonor loovutab. 11. Pn-siire on ühinemiskiht, mis tekib, kui sulandada ühte plaadikese n-pooljuhist plaadikesega p- pooljuhist, saame kahekihilise pooljuhi, mille ühinemiskiht ongi pn-siire. 12. Ühesuunaline elektrijuhtivus. Kasutus valdkonnaks on vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks. Seejuures vahelduvvool võib olla nii madalsageduslik kui ka kõrgsageduslik. 13. Pooljuhtdiood liigub päripäeva ning nõrga vastuvoolu tingib omajuhtivus. Mida suurem pinge, seda enam tunnusjoon kasvab/suureneb. 14. Pärisiire vooluallike positiivne poolus ühendada p-poolmega., töötab väline elektrijõud kaksikkihile vastu ja dioodi läbib vool, mis pinge tõustes kiiresti kasvab. Vastusiire See on pooluste vahetamisel, väline väli tugevdab sisemist tõkkevälja ja vool kahaneb nulli lähedale. 15. Transistor saadake kui kaks pn-siiret luuakse vastasjärjestuses ühisesse kristallipalasse. Transistor on
vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on nt seleen, germaanium, räni, galliumarseniid. Konstantsel temperatuuril on elektron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu, pooljuhtide takistuse temperatuuritegurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10 / 20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhtidel eristatakse omajuhtivust ja lisandjuhtivust. Omajuhtivus tekiv elektronide üleminekul valentstsooni ülemistelt tasemetelt juhtivustsooni. ρ=I0l∆W/2KT. 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
Vooluallika tööreziimid. Vooluallikate jadamisi ja rööbiti ühendamine. Elektrivool vedelikes. Elektrolüüs. Faraday I seadus elektrolüüsi kohta. Elektrolüüsi rakendusnäiteid. Elektrivool gaasides. Sõltuv ja sõltumatu gaaslahendus. Kasutusnäited. Elektrivool vaakumis. Termoemissioon. Elektronkiir, elektronkiiretoru. Elektrivool pooljuhtides. Klassikaline elektronteooria. Tsooniteooria. Juhi, pooljuhi ja dielektriku elektrijuhtivuse põhjendamine tsooniteooriaga. Pooljuhtide omajuhtivus ja selle rakendus: termotakisti, fototakisti, pooljuhtdetektor. Pooljuhtide legeerimine. Elektronjuhtivus ja aukjuhtivus. pn-siire. Pooljuhtdiood, selle kasutamine. Transistor, selle kasutamine. Kiip, selle kasutamine analoog ja digitaallülitustes. 3 Magnetväli: Püsimagnet, püsimagnetite vastastikmõju, magnetpoolused. Magnetväli. Püsimagneti ja vooluga juhtme magnetväli
vaadelda positiivse ühiklaenguna. Positiivse laengu toimel võidakse tõmmata auku mõni kõrval aatomi elektron ning tekib augu liikumine, mis on vastassuunaline elektroni liikumisele. Kirjeldatud olukorda, kus aines tekib võrdsel määral elektrone ja auke nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks. Seejuures mõlemad, elektronid ja augud tekitavad voolu, kuid nad liiguvad erisuundades. Elektronid liiguvad vastu elektrivälja suunda, aga augud elektrivälja suunas. Kirjeldatud omajuhtivus ja vabade elektronide ja vabade elektronide hulk sõltub aine temperatuurist. Väga madalatel temperatuuridel on pooljuhid isolaatorid reaalsetel temperatuuridel (20?C) on aga pooljuhtides vabu elektrone juba üsna palju ja seetõttu on ka materjali juhtivus märgatav. Kasutades sobivaid lisandeid on võimalik tekitada pooljuhti laengu kandjaid ja suurendada selliselt juhtivust. Kasutatavad lisandid on kas 5 või 3 valentsed.
mõjul, aga elektroniga vastupidises suunas. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib elektrone ja auke ühepalju. Pooljuhid erinevad metallidest suurema eritakistuse ja selle ümberpööratud temperatuurisõltuvuse poolest. Juhtivuse temperatuuri sõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 Kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus (juhtivuselektronid arv) 2korda. · Lisandpooljuhid, donor- ja aktseptor-pooljuhid Pooljuhtide omajuhtivus on üldiselt väike. Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti. Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomeid. Lisandeid ja järelikult ka pooljuhte on kaks tükki: 1 Doonorlisadind (n-pooljuht) loovutavad kergesti elektrone; voolu tekitajaks on elektronid elektronjuhtivus. 2 Aktseptorlisandid (p-pooljuht) haaravad vabu elektrone enda koostisse, e. tekivad
Ainuke puudus laengukandjate rekombinatsioon on mittekiirguslik, kuna juhtivustsooni ja valentstsooni ekstreemumid ei asu kohakuti (sama impulsi juures). Seetõttu ei saa ränist valmistada pooljuht-kiirgusallikaid: lasereid, valgusdioode jne. 2) Germaanium Ge Ge on maakoores hajutatud element, tema kontsentratsioon erinevates mineraalides on väga väike. Ge tootmise teeb kalliks tema kontsentreerimine. Võrreldes räniga on Ge keelutsooni laius väiksem. Sellest tulenevalt tekib Ge-s omajuhtivus madalamal temperatuuril ja ka max töötemperatuur on madalam. Laengukandjate liikuvused on aga suuremad. Seetõttu töötavad Ge seadised kõrgematel sagedustel. 2.3.3 AIIIBV tüüpi ühendid. Need on III rühma elementide (B, Al, Ga, In) ja V rühma elementide (N, P, As, Sb, Bi) ühendid. Keelutsooni laius muutub kindla seaduspärasuse järgi: Element N P As Sb B ~10 5,9 3,0 2,6
selle korral jääb voolutugevuse maksimum pinge maksimumist maha (neljandik perioodi). RL=c Mahtuvustakistus on takistus, mille tekitab vahelduvvoolu ahelasse lülitatud 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
joonis 4.4). Seega tekitas kolmevalentne lisand aukjuhtivuse. Vool sellises p-pooljuhis tekkib aukude liikumisena. Aukjuhtivust tekitavaid lisandeid nimetatakse aktseptoriteks. ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk.21 JOONIS 4.4. On muidugi ilmne, et lisandjuhtivuse augud ja elektronid käituvad analoogiliselt omajuhtivuse laengukandjatega. Üheaegselt lisandjuhtivusega esineb aines alati ka omajuhtivus, mistõttu materjalis leidub nii elektrone kui auke. Vastavalt kasutatud lisanditele on aga üks või teine ülekaalus, n-pooljuhis on ülekaalus elektronid ja nad on seal enamus-laengukandjateks ning seal leiduvad augud on vähemuslaengukandjateks; p-pooljuhis on aga vastupidi, enamuslaengukandjateks on seal augud ja vähemuslaengukandjateks elektronid. Kuna pooljuhtseadiste töös on vähemuslaengukandjad enamasti ebasoovitavaid nähtusi
See koht võib aga täituda kõrvalaatomi elektroniga ja tekibki struktuuri auk (vt. joonis 1.4). Vool sellises pooljuhis tekib aukude liikumisena Seega tekitas kolmevalentne lisand aukjuhtivuse. Aukjuhtivust tekitavaid lisandeid nimetatakse aktseptoriteks Ptype semiconduktor Auk Lisandi aatom (aktsptor) 5 JOONIS 1.4. Üheaegselt lisandjuhtivusega esineb aines alati ka omajuhtivus, mistõttu materjalis leidub nii elektrone kui auke. Vastavalt kasutatud lisanditele on aga üks või teine ülekaalus, N- pooljuhis on ülekaalus elektronid ja nad on seal enamuslaengukandjateks ning seal leiduvad augud on vähemuslaengukandjateks; P-pooljuhis on aga vastupidi, enamuslaengukandjateks on seal augud ja vähemuslaengukandjateks elektronid. Kuna pooljuhtseadiste töös on vähemuslaengukandjad enamasti ebasoovitavaid nähtusi
lisandeid nimetatakse aktseptoriteks Ptype semiconduktor Auk Lisandi aatom (aktsptor) JOONIS 1.4. Üheaegselt lisandjuhtivusega esineb aines alati ka omajuhtivus, mistõttu materjalis leidub nii elektrone kui auke. Vastavalt kasutatud lisanditele on aga üks või teine ülekaalus, N-pooljuhis on ülekaalus elektronid ja nad on seal enamuslaengukandjateks ning seal leiduvad augud on vähemuslaengukandjateks; P-pooljuhis on aga vastupidi, enamuslaengukandjateks on seal augud ja vähemuslaengukandjateks elektronid. Kuna pooljuhtseadiste töös on vähemuslaengukandjad
........................................................ 60 7.8. Pooljuhid.................................................................................................................. 60 7.8.1. Omajuhtivusega pooljuhid .............................................................................. 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....................................................................
annaabi.ee 
