valentstsooni tekib tühi koht ehk "auk".Tühjale kohale saab liikuda elektron madalamalt ja nii võib electron liikuda järjest madalamale st tekib "aukjuhtivus"16.Pooljuhtide lisanditest tingitud elektrijuhtivust nim. Lisandjuhtivuseks.17.Lisandi lisamisel tekib keelutsooni energiatase,mille täidavad kovalentse sideme moodustamisest vabaks jäänud elektronid-doonornivoo.Elektrone loovutav lisand-doonorlisand.18.Pooljuhile lisandi lisamisel ei jätku valentselektrone pooljuhi aatomitega kovalentse sideme loomiseks.Puuduolev elektron võetakse ühelt pooljuhi aatomilt.katkend side tähendab augu tekkimist.Nüüd tekib keelutsooni tühi enegitase-aktseptornivoo.19.Ruumlaengu tekitatud elektriväli pidurdab enamuslaengukandjate edasist difundeerumist.Teatud väljatugevuse saavutamisel see praktiliselt lakkab-On tekkinud tõkkekiht.20
· Leiutati 55 aastat tagasi. Pani aluse kogu elektroonikatööstuse ja nüüdisühiskonna arengule. Transistor on elektrilambist: · Palju väiksem- isegi kuni tuhandeid kordi · Ökonoomsem- eraldub vähem soojust · Mehaaniliselt vastupidavam · Pikema tööeaga · Kiirema töövalmidusega- ei pea soojendama enne tööreziimi Tööpõhimõte Transistor toimib pooljuhtide baasil · Keemilise koostise muutumine põhineb tähendab, et pooljuhile (mis enamasti on räni), lisatakse mõne muu elemendi aatomeid, mille tulemusena pooljuhis tekib kas elektronide ülejääk (negatiivne laeng), millisel juhul pooljuht on n-tüüpi või elektronide puudujääk (positiivne laeng) ja siis on pooljuht p-tüüpi. · Transistor moodustatakse nii, et kahte ühte tüüpi poljuhi kihi vahele asetatakse teist tüüpi pooljuhi kiht. Kui nüüd vahekihi elektrijuhtivust muudetakse, mõjutab see
Tugevasti ioniseeritud gaas. 18. Mis on p-pooljuht, n-pooljuht, pn-siire? N-pooljuht on pooljuht, milles on väike osa põhiaine aatomitest asendatud lisandaine aatomitega, millel valentselektrone on ROHKEM, kui põhiaine aatomitel. P-pooljuht on pooljuht, milles on väike osa põhiaine aatomitest asendatud lisandaine aatomitega, millel on valentselektrone VÄHEM, kui põhiaine atomitel(vastavat lisandit nim aktspetoriks). Pn-siire on pooljuhi ala, millel toimub üleminek P-pooljuhilt N- pooljuhile. 19. Diood? Diood on elektroonikas kasutatav komponent, mille eesmärk on tagada vaid ühesuunaline elektrilaengute liikumine. 20. Transistor? Transistor on kolme või enama väljaviiguga pooljuhtseadis, mida kasutatakse elektrisignaalide tekitamiseks, võimendamiseks, muundamiseks ja lülitamiseks. Transistori abil saab ühe elektrisignaali abil juhtida ehk tüürida teist elektrisignaali. 21. Kiip? Pisike vooluahel, mida toodetakse õhukesest pooljuhimaterjalist põhimikule. 22
juhtivusega pooljuhti. Kui elektron ja auk kohtuvad, siis elektron "kukub auku" (kaotab osa oma energiast ning saab üheks sideme elektroniks). Sellise protsessi tulemusena on kokkuvõttes üks juhtivuselektron ja üks auk vähem. Järelikult jäävad ka kummagis kristallis üks ioon katteta ning hakkavad tekitama elektrivälja. Öeldut kirjeldab joonis: Katteta jäänud ioonide tekitatud elektriväli on suunatud vastupidiselt pooljuhtide tüübile (n-pooljuhilt p-pooljuhile). Mida rohkem elektrone auku kukub, seda tugevamaks läheb elektriväli, kuni lõpuks tekib olukord, kus EV hoiab ära aukude ja elektronide kohtumise (sest kumbki laengukandjatest ei saa liikuda niipidi suunatud EV-st läbi) - tekib tasakaalu olukord. Kui pn-siiret pingestada nii, et + ühendatakse p-pooljuhile ja - n-pooljuhile, siis on tegu päripingestamisega ning tekib pärivool. Päripingestamise korral väline
§ Temperatuuri tõusmisel tõuseb ka elektronide liikumise kiirus ja järelikult energia GRAAFIK: LISANDPOOLJUHID: Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti § Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid. Doonorlisandid (n-pooljuht) loovutavad kergesti elektrone; voolu tekitajaks on elektronid elektronjuhtivus. Doonorlisandid annavad pooljuhile juhtivuselektrone. Aktseptorlisandid (p-pooljuht) haaravad vabu elektrone enda koostisse, e. tekivad aines augud (aukjuhtivus) (mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad keemilises sidemes, neil on positiivne laeng ja nad saavad aines vabalt liikuda sarnaselt vabadele elektronidele). Aktseptorlisandid kristallvõres hõivavad elektrone (p-juhtivus). PN- SIIRE PÕHIOMADUS: pn-siire juhib voolu ainult ühes suunas, nn. ventiili omadus (siis, kui ta on
Tänapäeval kasutatakse pooljuhtelementides räni. Ülikõrgsageduselektroonikas ka galliumarseniidi (GaAs). Pooljuhtide omaduseks on lisandite mõju elektrilistele omadustele. 34. Lisandjuhtivuse tekitamine pooljuhis? 35. Mis on n-juhtivus ja p-juhtivus? Elektronjuhtivus ehk N-juhtivus – pooljuhi juhtivus, mille põhjustavad välismõjude toimel pooljuhis tuumade mõjupiirkondadest lahkunud elektronid. N-juhtivusega pooljuhi saamiseks lisatakse neljavalentsele pooljuhile viievalentset lisandit (mõni miljondik %). Lisandit nimetatakse doonoriks, milleks võib olla arseen, antimon, fosfor. Iga doonor tekitab pooljuhis ühe vaba elektroni. Aukjuhtivus ehk P-juhtivus – pooljuhi juhtivus, mille põhjustavad välismõjude toimel pooljuhis tekkinud augud. P-juhtivusega pooljuhi saamiseks lisatakse pooljuhile kolmevalentset lisandit ehk aktseptorit. Aktseptoriks võib olla indium, gallium, boor. 36. Mis on pn – siire?
Kui näiteks neljavalentse germaaniumi või räni kristalli viia lisandainena sisse viievalentset ainet (fosforit, arseeni v. antimoni) jääb ringorbiidil üks lisandi valentselektron vabaks. Selle eemaldamiseks piisab tühisest energiahulgast, mistõttu tehnikas praktiliselt kasutatavas temperatuurivahemikus on praktiliselt kõik lisandaatomid ioniseeritud (lisandi aatom muutub valentselektroni lahkumise järel positiivseks iooniks). Niisuguseid lisandeid, mis annavad pooljuhile juhtivuselektrone, nimetatakse doonorlisanditeks. Doonorlisandid annavad pooljuhile n-juhtivuse. Vajalik lisandikogus on väga väike, näiteks 1mg fosforit 50 g ülipuhta räni kohta vähendab räni eritakistust 100 000 korda. Liikuvaid laengukandjaid, mis antud pooljuhis on ülekaalus, nimetatakse enamus- laengukandjateks, vastasmärgilisi laengukandjaid aga vähemuslaengukandjateks. Pooljuhti, kus enamuslaengukandjad on negatiivse laenguga (elektronid), nimetatakse n- pooljuhiks.
. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib elektrone ja auke ühepalju. Pooljuid eirnevad metallisest suurema eritakistuse ja selle ümberpääratud temperatuurisõltuvuse poolest. Juhtivuse tempsõltuvus on eksponentsiaalne niii, et iga 10 kraadi temp tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Legeeritud pooljuhid- lisanditega pooljuhid, kus põhiane kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid. Nii suurendatakse juhtivust. Doonorlisandid-annavad pooljuhile juhtivuselektrone, loovutava kergesti elektrone, voolu tekitajaks on elektronid-elektronjuhtivus. Kui neljavalentse räni kristalli viia lisandainena sisse viievalentset fosfori jääb ringorbiidil üks lisand valentselektron vabaks. Selle eemaldamiseks piisab tühisest energiast ja lisanid aatom muutub peale seda pos. iooniks Aktseptorlisandid- kristallvõres hõivavad elektrone. haaravd vabu elektrone enda koostiseesse, tekivad aines augud-aukjuhtivus
Struktuurist lahkunud elektroni kohale jääb vaba koht. Seetõttu omandab aatom positiivse laengu, mille väärtus võrdub elektroni laenguga. Taolist vaba kohta nimetatakse auguks ja me võime teda vaadelda positiivse ühiklaenguna. Kuna auk omab positiivset laengut, võib ta tõmmata oma kohale struktuuris mõne kõrvalaatomi elektroni. Selle protsessi kordumisel auk nagu liiguks, kusjuures see liikumine on elektroni liikumisega vastassuunaline. Rakendades pooljuhile elektrivälja, hakkavad vabanenud elektronid liikuma elektrivälja suunale vastu ja tekkinud augud elektrivälja suunas, nii nagu käituks positiivne ühiklaeng. Kirjeldatud nähtust aitab selgitada joonisel 4.2 toodud skeem. Joonisel tähtedega tähistatud ridades on aine struktuur erinevatel ajahetkedel. Võime jälgida, kuidas toimub augu liikumine esimesest aatomist viiendani. Elektron Neutr. Aatom Auguga aatom
tekkimist, on temperatuur. Struktuurist lahkunud elektroni kohale jääb vaba koht. Seetõttu omandab aatom positiivse laengu, mille väärtus võrdub elektroni laenguga. Taolist vaba kohta nimetatakse auguks ja me võime teda vaadelda positiivse ühiklaenguna. Kuna auk omab positiivset laengut, võib ta tõmmata oma kohale struktuuris mõne kõrvalaatomi elektroni. Selle protsessi kordumisel auk nagu liiguks, kusjuures see liikumine on elektroni liikumisega vastassuunaline. Rakendades pooljuhile elektrivälja, hakkavad vabanenud elektronid liikuma elektrivälja suunale vastu ja tekkinud augud elektrivälja suunas, nii nagu käituks positiivne ühiklaeng. Kirjeldatud nähtust aitab selgitada joonisel 1.2 toodud skeem. Joonisel tähtedega tähistatud ridades on aine struktuur erinevatel ajahetkedel. Võime jälgida, kuidas toimub augu liikumine esimesest aatomist viiendani. 3 JOONIS 1 2
võrdub elektroni laenguga. Taolist vaba kohta nimetatakse auguks ja me võime teda vaadelda 3 positiivse ühiklaenguna. Kuna auk omab positiivset laengut, võib ta tõmmata oma kohale struktuuris mõne kõrvalaatomi elektroni. Selle protsessi kordumisel auk nagu liiguks, kusjuures see liikumine on elektroni liikumisega vastassuunaline. Rakendades pooljuhile elektrivälja, hakkavad vabanenud elektronid liikuma elektrivälja suunale vastu ja tekkinud augud elektrivälja suunas, nii nagu käituks positiivne ühiklaeng. Kirjeldatud nähtust aitab selgitada joonisel 1.2 toodud skeem. Joonisel tähtedega tähistatud ridades on aine struktuur erinevatel ajahetkedel. Võime jälgida, kuidas toimub augu liikumine esimesest aatomist viiendani. JOONIS 1 2
Minimaalsele nähtava valguse lainepikkusele 0,4 µm vastab keelatud tsooni laius (joon. 8.14) hc (4,13 10 -15 eV s )(3 10 +8 m / s Eg (max) = = = 3,1eV min 4 10 -7 m Siit järeldub, et nähtav valgus ei neeldu materjalides keelutsooniga üle 3,1 eV. Need materjalid näivad läbipaistvad ja värvitud. Teisest küljest nähtava valguse maksimaalne lainepikkus on 0,7 µm. Keelutsooni laius pooljuhile, kus neelduvad nähtava valguse maksimaalse lainepikkusega footonid on (joon. 8.14) nc Eg (min) = = 1,8eV max Siit järeldub, et pooljuhtides keelutsooniga väiksem kui 1,8 eV neeldub kogu nähtav valgus põhjustades elektroni ülemineku valentstsoonist juhtimistsooni. Tulemuseks on must läbipaistmatu materjal. Materjalides keelutsooni laiusega vahemikus 1,8 - 3,1eV neeldub
kukindlus. selliselt, et need oleksid orienteeritud mõjuva elektri- Pooljuhtmaterjalidele esitatavad nõuded on välja jõujoonte sihis. Elektrivälja eemaldamisel väga mitmekesised, olenedes nende omaduste taastub endine olukord. (takistuse, dielektrilise läbitavuse, elektromotoorse Igat elektroodidega varustatud ja elektri- jõu jms.) sõltuvusest mõnest pooljuhile mõjuvast ahelasse lülitatud dielektrikut võib vaadelda konden- suurusest nagu temperatuur, elektriväljatugevus, saatorina. Sellise kondensaatori elektroodidel olev valgustatus, niiskus jne. Väga oluline on lisandite laeng on mõju. Q = CU, Magnetmaterjale kasutatakse peamiselt elekt-
maksimaalsele temperatuurile, ning kasutada neid väärtusi võimsuskadude arvutamiseks. Põhiliselt on tööpunkt nimikoormusel sõltumatu temperatuuriteguritest. Seda vastuolu võib rakendada muude koormuste korral. Kõrgete pingete korral põhjustab blokeerkadusid suletud pooljuhti läbiv väike lekkevool (vastuvool) PR =UR IR , kus IR on lekkevool ja UR pooljuhile rakendatud vastupinge. Pooljuhi tehniliste andmete lehel näidatakse lekkevoolu väärtused erinevate vastupingete ja temperatuuride korral. Lekkevoolu ja vastupinge vahel on harilikult eksponentsiaalne sõltuvus. See tähendab, et tehniliste andmete lehel toodud lekkevoolu väärtus antud vastupingel on tegelikust suurem ning seetõttu tulevad suuremad ka arvutuslikud blokeerkaod. Siiski on blokeerkaod tavaliselt väikesed ning sageli võib nendega mitte arvestada (kuid mitte alati).
annaabi.ee 
