Pooljuhid (3)

Sarnased õppematerjalid

3

doc

Aine aatomistruktuur

Energeetiliselt on indium germaaniumi valetstsooni kohal ning tõmbab ära valentstsoonist elektronid, suurendades aukude arvu valentstsoonis. c) Diood- see on üks näide, kus kasutatakse pooljuhte. Pooljuhte kasut. Päikesepatareides, elektriseadmetes vahelduvvoolu muutmisel alalisvooluks, selleks kasut. Pooljuht dioodi ja transistorites, mille abil võimendatakse voolu. Pooljuht dioodi ehitus ja töö 1.joonis. Tihedasse kontakti viiakse erineva juhtivusega pooljuhid, p-tüüpi pooljuhis on palju auke, n- tüüpi pooljuhis palju elektrone. Nende pooljuhtide vahele tekib kontakt a,a` mille el. juhtivus sõltub pooljuhtidele rakendatud elektrivälja suunast. a) ühendame vooluringi selle pooljuhi, nii et elektrivälja suund on +lt miinusele. joonis. I=q/t, I=U/R, k=1/R Sellise ühenduse korral hakkavad vabad laengud, mida on palju, liikuma üle kontaktkihis, augud ­ laengu poole, elektronid + laengu poole. Laeng suur mis ajaühikus läbib kontaktkihi,

Füüsika

10

doc

Elektroonika kordamisküsimused 1 osa vastused

Lk 66 Normaalse huumlahenduse piirkonnas 10. Mis on pooljuht? Lk 86 Pooljuhid on kristallilise struktuuriga ja oma elektriliste omaduste poolest asuvad nad elektrijuhtide ja isolaatorite vahepeal. Neil on keelutsoon. (lk 87) 11. Milleks on tarvis viia pooljuhtmaterjalidesse lisandaineid? Lk 90 Doonor- ja aktseptorlisandid rikuvad kristallvõre õiget struktuuri ja muudavad pooljuhi omadusi. Tekivad n-tüüpi (elektronjuhtivus) ja p-tüüpi (aukjuhtivus) pooljuhid. 12. Mida nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks,e. i-juhtivuseks? Lk 88 Kui pooljuhis on vabade elektronide arv võrdne aukude arvuga. 13. Mida nimetatakse n-juhtivuseks?lk 91 n-tüüpi pooljuhis on vabade elektronide arv (kontsentratsioon) suurem kui aukude arv ja seepärast on vabad elektronid põhilisteks voolukandjateks. n-pooljuhi pinnale on kasvatatud 0,1m paksune dielektriku kiht ja sellele kantud metallikiht, mis toimib paisuna

Elektroonika alused

46

pdf

Teema 3, Pooljuhtseadmed

1 m pikkuse ja 1 mm2 ristlõikega varda takistus (vasakul oomides kui põhiühikutes, paremal kordsetes ühikutes) Cu 17,5 * 10-3 W 17,5 mW Si i (20°C) 2,1 * 10 W 9 2,1 GW PVC 1020 W 1011 GW Enamasti on pooljuhid kristallilised ained. Pooljuhtide hulka kuuluvad mõned keemilised elemendid (räni, germaanium, seleen, telluur, arseen, fosfor jt), palju oksiide, sulfiide, seleniide ja telluriide, mõned sulamid, paljud mineraalid jm. Pooljuhtide eritakistus sõltub tugevasti mitmetest välistest mõjuteguritest (temperatuur, valgus, radioaktiivne kiirgus jms) ning lisandainetest. Pooljuhtide üks iseärasusi on ka nende eritakistuse järsk vähenemine temperatuuri tõustes

Elektroonika alused

3

docx

Aatomikooslus. Laserid.

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. Tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri(valgus, temperatuur) mõjul. Pooljuhtideks nimetatatkse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. On väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. 7

Füüsika

56

ppt

Aatom

kristalliseerumisel vabanenud elektronid. Selliste elektronide leiulaine hõlmab tervet kristalli. Leiulaine amplituud on seejuures suurem ioonide vahetus läheduses ja väiksem nendest kaugemal. See asjaolu põhjustabki metallides hea elektrijuhtivuse. Dielektrikutes jäävad elektronid seotuks aatomitega ja puuduvad vabad laengukandjad. Pooljuhtide korral on osad elektronid siirdunud kristalli ühisesse leiulainesse.  Metallid, pooljuhid ja dielektrikud. Kristallis on aatomitevahelised kaugused väikesed ja seega nendevaheline vastasmõju tugev. Spektrite uurimine on kinnitanud, et energiatasemete pilt muutub võrreldes vabade aatomitega

Füüsika

9

pdf

Funktsionaalsed materjalid I kontrolltöö vastused

kombinatsioonis ja ka teisi skeemielemente (takisteid, kondensaatoreid, induktiivsusi, juhte ja kontakte). Kasutatakse ka nn heterosiirdeid, kus n ja p ala on valmistatud erinevatest materjalidest erineva keelutsooni laiusega. Heterosiirdeid kasutatakse kiirgusega seotud seadistes (valgusdioodid, pooljuhtlaserid, päikeseelemendid jne), kus on tihti vajalik, et üks siirde pool laseb läbi siirdealal eralduvat või neelduvat kiirgust (on suurema keelutsooni laiusega). 2.3.1 Elementaarsed pooljuhid IV rühma elemendid C (teemandi kujul), Si, Ge ja Sn on pooljuhid. Kasutatakse neist Si ja Ge. 1) Räni Si Mõned omadused: Omadus Si Ge E, eV 1,12 0,72 n , m2/V s 0,145 0,39 p , m2/V s 0,048 0,19 omaj , m 2500 0,68 Tsul , OC 1414 936 O Ttöö,max , C 120-200 70

Funktsionaalsed materjalid

23

doc

Elektroonika alused (konspekt)

1. PN-Siire ja tema omadused 1.1 Elektrijuhtivus pooljuhtides Pooljuhid on materjalid, millised on elektri juhtide seisukohalt on juhtide ja isolaatorite vahepeal. Pooljuhte on palju, kuid elektroonikas kasutatakse väheseid. Kõige olulisem pooljuht kaasajal on räni. Ajalooliselt esimene oli germaanium. Veel kasutatakse gallium-arseniidi (Ga As), räni-karbiidi (SiC) jne. ?hiseks oluliseks omaduseks kõikidele pooljuhtidele on nende kristalliline ehitus. Aine kristallilise ehituse korral on iga aine aatomil oma kindel asukoht st. nad moodustavad kristallvõre

Elektroonika

32

docx

Elektroonika aluste eksami küsimused ja vastused

sümmeetriline mähis (saadakse kahe traadi korraga kerimisel. Ühe traadi lõpp ja teise algus moodustavad siis pooli keskharundi). 33. Mis on pooljuht? Pooljuhid – kristallilise struktuuriga ained, mille elektrijuhtivus sõltub temperatuurist, lisandite olemasolust, deformatsioonist ja neile langevast kiirgusest. Temperatuuri tõusmisel pooljuhi elektritakistus väheneb järsult.  elektrijuhid – σ >106 S/m;  pooljuhid – σ = 106...10–8 S/m;  dielektrikud ehk mittejuhid – σ <10–8 S/m. Juhtide eritakistus 10-4…10-6 Ωm. Pooljuhtide eritakistus 10-6…108 Ωm. Dielektrikute eritakistus 10-3…1010 Ωm. Põhilised pooljuhid on räni (Si) ja germaanium (Ge). Lisaks veel seleen (Se), tellur (Te), arseen (As), fosfor (P). Tänapäeval kasutatakse pooljuhtelementides räni. Ülikõrgsageduselektroonikas ka galliumarseniidi (GaAs).

Elektriahelad ja elektroonika alused

Kommentaarid (3)