elektroni, jättes selle elektronkattesse augu, mis siirdub soojusliikumise toimel valentsitsooni. AKTSEPTORLISANDID (p-pooljuht) · Kasutatakse aktseptoreid (vastuvõtjaid). ·Aktseptor võtab naaberaatomitelt elektroni ja tekitab elektronkattesse nn augu, mis soojusliikumise toimel hakkab liikuma. 17. Pn-siire on monokristalse pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Sulandades ühe plaadikese n- pooljuhist plaadikesegap- pooljuhist, saame kahekihilise pooljuhi. Nende ühinemiskihiks ongi Pn-siire Kogu pooljuhtseade on ühes terviklikus kristallis. Kristallil on erinevate lisanditega ehk erineva juhtivusega piirkonnad, et tekiks erinimeliste laengute vastastikmõju. Kui kogu kristall oleks ühe juhtivustüübiga, näiteks elektronjuhtivusega, siis oleks tegemist tavalise elektriahela takistusega.Välises elektriväljas paiknev (see tähendab - pingestatud) pn-siire on
vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. APARATUUR Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. TÖÖ KÄIK Katses määratakse puhta lahusti ja uuritava aine kindla kontsentratsiooniga lahuse külmumistemperatuurid. Mikrojahuti lülitab sisse laborant. Tuleb jälgida, et jahutusvee kraan oleks avatud. Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termopaari, mis sukeldatakse mõõdetavasse lahusesse. Termopaar koosneb kahest erinevast metallist traadist, millel on kaks ühenduskohta. Üks ühenduskoht
9. n-pooljuhi saab, kui kristalli kasvatada sellise elemendi aatomeid, milles on üks väliselektron rohkem kui kristalli moodustava põhilise aatomi väliselektrone. Peamiselt kannavad selles laengut peamiselt elektronid. p-pooljuhi saab, kui lisandil on üks väliselektron vähem kui põhiaine aatomil. Sellises pooljuhis kannavad laengut peamiselt augud. 10. Doonorlisand loovutab elektrone, aktseptorlisand võtab neid vastu. 11. pn-siire tekitatakse sulandades ühte n-pooljuhist plaadike p-pooljuhist plaadikesega. Nende ühinemiskiht ongi pn-siire. 12. pn-siirde põhiomadus on juhtida ühes suunas voolu hästi, teises suunas peaaegu üldse mitte. Seda kasutatakse pooljuhtdioodide valmistamiseks. 13. Kui dioodile rakendada päripinge, hakkab vool pinge tõustes kasvama. Vastupinge korral kahaneb vool nullilähedale. 14. Pärisiire toimub siis, kui vooluallika positiivne poolus on ühendatud p-poolmega. Vastusiire toimub siis, kui poolused on vahetatud. 15
aktseptorioonid. 13. Päri- ja vastupingestamine Päripinge kui vooluallika plusspoolus ühendada p-poolmega, töötab väline elektrijõud kaksikkihile vastu ja dioodi läbib vool, mis pinge tõustes kiiresti kasvab. Vastupinge kui vooluallika plusspoolus ühendada n-poolmega, töötab väline elektrijõud kaksikkihi poolt ja dioodi läbiv vool väheneb. 14. Pooljuhtdiood saadaks, kui sulandada ühte plaadikene n-pooljuhist ja plaadike p-pooljuhist ning jootes kummagi poolme külge ühendusjuhtme. Selle tööpõhimõte seisneb selles, et pn- siirdel on omadus juhtida voolu pärisuunas oluliselt paremini kui vastassuunas. Leppemärk 15. Alaldi ja alaldamine Alaldi on seade, mis muundab vahelduvvoolu alalisvooluks. Alaldamine dioodi lülitamisel vahelduvvooluringi saab vahelduvvoolust pulseeriv, tõukeline, kuid ühesuunaline vool
- W 1 - W 1 ln R 1 = ln R o + , ln R 2 = ln R o + . 2k T1 2k T2 Lahutades esimesest avaldisest teise ja teisendades, saame 2kT1T2 R W = ln 1 [7] T2 - T1 R 2 Töö käik. 1. Protokollige mõõteriistad. 2. Küsige juhendajalt tööülesanne. 3. Metallist ja pooljuhist katsekehad asetsevad õliga täidetud katseklaasis, mida soojendatakse küttekehaga S. Takistust mõõdetakse arvnäiduga oommeetriga, mida saab lülitiga K ühendada kas metallist või pooljuhist katsekehaga. 4. Lülitage sisse oommeeter ja laske soojeneda ~10 minutit. Lülitage kütte vooluallikas vooluvõrku. Temperatuur hakkab aeglaselt tõusma. Alates algtemperatuurist mõõdke etteantud temperatuurivahemike tagant pooljuhi ja metalli takistus ning kandke tabelisse. 5
vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse Raoult'i II seadust kasutades lahuse külmumis- temperatuuri languse põhjal. Aparatuur. Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. Termoelemendi töötamisel toimub soojuse "ülekanne" madalamalt temperatuurilt (külm joode) kõrgemale temperatuurile (kuum joode). Soojuse ärajuhtimiseks termoelemendi kuumalt jootelt kasutatakse jahutatavat soojusvahetit. Mikrojahutit toidetakse alaldilt saadava alalisvooluga. Katse käik. Katses määratakse puhta lahusti ja uuritava aine kindla kontsentratsiooniga lahuse külmumistemperatuurid.
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. Doonorlisand loovutab elektrone, aktseptorlisand võtab neid vastu. 9. Mida kujutab endast pn-siire, kuidas seda tekitada? PN-siire on piirkond n-tüüpi ja p-tüüpi pooljuhi vahel. Seda tekitatakse sulandades ühte n- pooljuhist plaadike p-pooljuhist plaadikesega. 10. Milline on pn-siirde põhiomadus ja kus seda kasutatakse? PN-siirde põhiomadus on ühesuunaline elektrijuhtivus ja seda kasutatakse pooljuhtdioodide valmistamisel. 11. Kirjelda pooljuhtdioodi voltamper-kõverat ehk pinge–voolu tunnusjoont. Kui dioodile rakendada päripinge, hakkab vool pinge tõustes kasvama. Vastupinge korral kahaneb vool nullilähedale. 12. Millal on tegemist päri- ja millal vastusiirdega?
valentsitsooni. N-pooljuht kui näiteks neljavalentse germaaniumi kristalli kasvatada viievalentse arseeni aatomeid, jääb üks elektron keemiliste sidemete moodustamisel ülearuseks ja vabaneb juhtivuselektronina. Niiviisi saadakse n-pooljuht. Elektrone loovutav lisand on doonor. 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
saame valdavalt aukjuhtivusega pooljuhi, P-pooljuhi . Vastav lisand on siis aktseptor (ld. acceptor vastuvõtja). 13. Mis kannavad elektrivoolu n-tüüpi ja mis p-tüüpi pooljuhtides. Lk 63-64 n-tüüpi pooljuhtides kannavd elektrivoolu peamiselt elektronid. p-tüüpi pooljuhtudes kannavad elektrivoolu peamiselt augud. 14. Mis on pn-siire (e. Pn-üleminek)? Lk 65 pn-siire sulandades ühte plaadikese n-pooljuhist plaadikesega p-pooljuhist saame kahekihilise pooljuhi. Nende ühinesmiskiht ongi pn-siire. 15. Kuidas tekib pn-siirdel vahelduvvoolu alaldav tõkkekiht? Lk 65 P-poolmes on palju auke, n-poolmes elektrone. Voolukandjate tiheduste erinevus hakkab läbi siirde tasanduma: augud valguvad n-poolmesse ja elektronid p- poolmesse. Siirdealas jäävad p-poolmesse neg. aktseptorioonid ja n-poolmesse jäävad pos. doonorioonid. Selle kakskihi elektriväli hakkab ülevalguvaid
Kordamine - kvantoptika 1. ,,E" tähistab footoni energiat, ,,h" Plancki konstanti ja ,,f" valguskvandi sagedust. Planck'i konstant (tähis h) on füüsikaline konstant kvantmehaanikas, mis iseloomustab kvantide suurust. 2. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 3. Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektorni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. Pikemate lainete (spektri punases osas) juures ei jätku kvandi energiast elektroni ainest välja löömiseks ja fotoefekti ei teki, siis nimetus kas punane piir või pikalaineline piir. 4. hf = A + mv2/2, kus h on pealelangeva valguse sagedus, kokku hf on valguskvandi
8) einsteini valem fotoefekt saab esineda ainult siis, kui footonienergia on väljumistööst suurem, sest siis jagub footoni energiast elektroni vabastamiseks ja ainest eemale kandmiseks, punapiiri sagedus on suurus, millest väiksema sagedusega valgus ei tekita fotoefekti, fp=; 9) päikesepatarei koosneb tervest hulgast üksikuist fotoelementidest, mis on omavahel elektriliselt ühendatud suurteks patareideks, seal kasutatakse fotoelemente, mis koosnevad kahest eri tüüpi juhtivusega pooljuhist, fotoelemendi valgustamisel tekivad vabad laengukandjad liiguvad läbi pooljuhte lahutava tõkkekihi ja fotoelemendi pooled laaduvad erinimeliselt ning fotoelement muutub elektrienergiaallikaks; 10) footoni enrgia määratud talle vastava laine sagedusega, mis erinevalt teistest osakestest ning footonil puudub seisumassi - ta ei saa ekssiteerida paigalolekus, footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega p=m*c; E=hf, hf=A+ (v=), fp=, f= , hf>A, E=mc2, N=, c= ,
Bipolaartransistori saab panna kolme lülitusse: on olemas ühise emitteriga, ühise kollektoriga ja ühise baasiga lülitus. Esimene neist on kõige kasutatavam, sest see tagab suure võimendusteguri. Ühise kollektoriga lülitus on spetsiifilisem (emitterijärgur). Ühise baasiga lülitus on sageli kasutusel raadiotehnikas, sest võimaldab kõrgemaid sagedusi kasutada. Väljatransistorid Väljatransistoriks nimetatakse pooljuhtseadist, mille pooljuhist voolu juhtiva kanali juhtivust mõjutab elektriväli ja sellest tulenevalt on ta erinevalt bipolaartransistorist pingega tüüritav element. Väljatransistori nimetatakse ka unipolaartransistoriks, sest tema väljundvool kujuneb ainult ühenimeliste laengukandjate (kas elektronide või aukude) liikumisena. Konstruktsioon Väljatransistoril on tavaliselt kolm või neli elektroodi. Üht, voolu juhtiva kanali otsas asuvat elektroodi, kust laengukandjad sisenevad kanalisse
Tallinna Tehnikaülikooli füüsika instituut Üliõpilane: Üllar Alev Teostatud:14.02.07 Õpperühm: EAEI-21 Kaitstud: Töö nr. 12 OT Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli takistuse temperatuuriteguri määramine. Metallist ja pooljuhist katsekehad elektriahjus, Pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia komputeriseeritud mõõteseade (vt. lisajuhend), isiklik diskett ja määramine. vähemalt üks leht valget paberit formaadis A4. Skeem Töö käik. 1. Küsige juhendajalt konkreetne tööülesanne. 2. Katseseadet kasutage lisajuhendis esitatud suuniste järgi. 3
esmakordselt 1956 a. Esimesed 108 päikesepaneeli lennutati kosmosesse 1958 aastal Ø Päikesepatareisid kasutatakse näiteks kosmoselennuaparaatides ja automaatsetes meteoroloogiajaamades Ø Päikesepatarei koosneb tervest hulgast üksikuist fotoelementidest, mis on omavahel elektriliselt ühendatud suurteks patareideks Ø Kasutatakse fotoelemente, mis koosnevad kahest eri tüüpi juhtivusega pooljuhist (n- ja p- pooljuhid) Monoteraline Päikesepatarei Töötav monoteraline päikesepatarei elektronmikroskoobis Kui suur pindala oleks vaja katta päikesepaneelidega? Kuidas päikesekollektor töötab? Ø Läbinud kollektori spetsiaalkatte, langeb otsene päikesekiirgus kollektori tumendatud kunstmaterjalist või metall-pinnale, kus kiirgus neeldub ning
seleniide ja telluriide, mõned sulamid, paljud mineraalid jm. Levinumad pooljuhid on germaanium ja räni. Pooljuhtides pole laengukandjad "täiesti vabad", vaid on seotud kristallvõre sõlmede - ioonidega. Elektroni vabastamiseks peab tema kineetiline energia olema suurem teda iooniga siduvate (elektri)jõudude potentsiaalsest energiast. Elektroonikas kasutatakse sellepärast, et on äärmiselt tundlikud välismõjude suhtes. Vabad laengukandjad tekivad näiteks temperatuuri tõusmisel või pooljuhist erineva valentsusega lisandite kasutamisel. Viimasel juhul jaotatakse pooljuhid: n - pooljuht (elektronjuhtivusega pooljuht). Kristallvõresse viidud nn. doonorlisandi fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülearune elektron jääbki kristallis vabalt liikuma. p - pooljuht (aukjuhtivusega pooljuht) Lisandi - boori aatomil on üks elektron vähem kui ränil - alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht (nn. "auk"), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest.
Molaarmass arvutatakse Raoult'i II seadust kasutades lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. Aparatuur Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. Termoelemendi töötamisel toimub soojuse "ülekanne" madalamalt temperatuurilt (külm joode) kõrgemale temperatuurile (kuum joode). Soojuse ärajuhtimiseks termoelemendi kuumalt jootelt kasutatakse jahutatavat soojusvahetit. Mikrojahutit toidetakse alaldilt saadava alalisvooluga. Katse käik Katses määratakse puhta lahusti ja uuritava aine kindla kontsentratsiooniga lahuse külmumistemperatuurid.
vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse lahuse külmumis-temperatuuri languse põhjal, kasutades selleks Raoult'i II seadust. APARATUUR Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. TEOREETILISED PÕHJENDUSED. VALEMID Selles osas on esitatud lahjendatud lahuste üldiseid füüsikalisi omadusi. Lahjendatu lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest.
vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. APARATUUR Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. TÖÖ KÄIK Katses määratakse puhta lahusti ja uuritava aine kindla kontsentratsiooniga lahuse külmumistemperatuurid. Mikrojahuti lülitab sisse laborant. Tuleb jälgida, et jahutusvee kraan oleks avatud. Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termopaari, mis sukeldatakse mõõdetavasse lahusesse. Termopaar koosneb kahest erinevast metallist traadist, millel on kaks ühenduskohta. Üks
On võimalik valmistada kaht liiki transistore p-n-p ja n-p-n Tööpõhimõte : väikese takistusega emitterringis sisendpinge poolt tekitatud voolumuutused kanduvad peaaegu samasuurtena üle suure takistusega kollektorringi ning kollektorringi lülitatud koormustakistilt saamegi võimendatud väljundpinge. Seega võime transistori vaadelda ka kui takistuse muundit, millest on tuletatud ka selle nimetus. (TRANSfer resISTOR). 26. Väljatransistoriks nimetatakse pooljuhtseadist, mille pooljuhist voolu juhtiva kanali juhtivust mõjutab elektriväli ja sellest tulenevalt on ta erinevalt bipolaartransistorist pingega tüüritav element. Konstruktsioonilt jagunevad väljatransistorid p-n siirdega väljatransistorideks (JFET) ja isoleeritud paisuga ehk isoleerkihiga väljatransistorideks (MOSFET). 27. Ühise baasiga: Ühise emitteriga: Emitterjärgija: 28. Ühise baasiga lülituses (joonis 6
ajaühikus on võrdsed. Paaride arv ajaühikus sõltub temperatuurist. Nende laengukandjate olemasolu põhjustab pooljuhi omajuhtivuse, mis on väga väike. Mõne keemilise elemendi tühine lisand pooljuhi kristallis võib esile kutsuda ülekaaluka elektron või aukjuhtivuse, kuna lisand suurendab kunstlikult pooljuhi kristallilise ehituse rikete arvu. Ülekaaluka elektronjuhtivuse korral, mille tekitab arseeni või fosfori lisand, kõneldakse n-tüüpi pooljuhist. Ülekaaluka aukjuhtivuse puhul, mille tekitab indiumi, boori või alumiiniumi lisand, on tegemist p-tüüpi pooljuhiga.
53.FM, SM. Sagedusmodulatsioon modulatsioon, mille puhul moduleeriva pingega muudetakse genereeritavate elektrivõngete sagedust. Sm võimaldab vastuvõtul alandada elektriliste häirete taset. 54.AM-signaali demoduleerimine. 55.Varikap ja selle kasutamine SM-ks. Varikap = Mahtuvusdiood 56.Temperatuuriandurid. Temperatuurianduriteks kasut termoelemente. Termoelement on seadis, mis on valmistatud kahe eri metallist või pooljuhist detaili otsapidi kokkujootmise teel. Niisuguse seadise vabadel (kokkujootmata) otstel tekib alalis-emj, mille väärtus sõltub kokkujoodetud osa ja vabade otste vahelisest temp. erinevusest. 57.Fotodiood. Pooljuhtdiood, mille karakteristikud sõltuvad valgustatusest. F-I tundlikkus oleneb valguse lainepikkusest spektraaltundlikkus on suurim infrapunases spektrialas. F-I vool sõltub valgustatusest suures osas lineaarselt, ajakonstant on alla 10 ns
G võetud lahusti mass, g Järeldused Määrasin krüoskoopiliselt 10% etanooli molaarmassi. Krüoskoopilist mõõtmist teostasin laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. Arvutuslikult leitud molaarmass oli 42,9 kg/mol. Teoreetiliselt peaks olema etanooli molaarmass 46 kg/mol. Katseliselt mõõdetud tulemus ei lange kokku teoreetilise molaarmassiga ja seetõttu võin oletada, et katsel mõõdetud temperatuuride mõõtmisel on tekkinud viga. Võimalik, et katseklaasid polnud piisavalt puhtaks
hübriidparameetrite süsteemiks. Parameetrid h12 ja h12 on dimensioonita suurused: h12=u1/u2 kui i1=0 või I1=const. h21=i2/i1 kui u2=0 või U2=const. Parameeter h11 on takistuse dimensiooniga h11=u1/i1 kui u2=0 või U2=const. Parameeter h22 on juhtivuse dimensiooniga h22=i2/u2 kui i1=0 või I1=const. 40. Millistest teguritest sõltuvad h-parameetrid? Voolust ja pingest 41. Mis on väljatransistor? Väljatransistoriks nimetatakse pooljuhtseadist, mille pooljuhist voolu juhtiva kanali juhtivust mõjutab elektriväli ja sellest tulenevalt on ta erinevalt bipolaartransistorist pingega tüüritav element. Väljatransistori nimetatakse ka unipolaartransistoriks, sest tema väljundvool kujuneb ainult ühenimeliste laengukandjate (kas elektronide või aukude) liikumisena. n-tüüpi MOSFET Voolu tüürimise iseloomult jagunevad väljatransistorid: 1. Elektriväljaga muudetava voolukanali ristlõike muutmise teel nagu see toimub pn-
5000–15 000 tundi, mis ületab hõõglambi oma ca 10 korda. Niisiis vähendaks hõõglampide asendamine luminofoorlampidega valgustuseks kuluvat elektrienergia hulka umbes viis korda nii igas peres kui ka riigi mastaabis. 12 LED lamp Valgusdioodi tähtsaimaks osaks on mõne millimeetri suurune kahest erinevast pooljuhist koosnev kiip, mis on paigutatud räni- või galliumikristallist alusele. Kiirgava footoni energia e lainepikkus (värvus) sõltub LED-lampides pooljuhtmaterjali kihtidest ja kasutatavatest lisanditest. Levinumad lisamaterjalid on alumiinium, arseen, gallium, indium, fosfor ja lämmastik. Üksik LED on tavaliselt 3–5 mm läbimõõduga, vajab tööks vaid mõnevoldilist alalispinget, ning tarbides vaid 1 vati voolu, võib anda mitmekümne luumeni jagu valgust
Aktseptor - lisandaine aatom, mille on vähem valentselektrone kui põhiaine aatomitel, ülekaalus on augud ja vastavat juhtivust nim aktseptor ehk auk p-juhtivus. 23 Diood - pooljuhi ühend, mis koosneb´kahest erinimelisest poojuhist (n ja p), see võimendab elektrivoolus pärivoolukorral (pluss pool ühendada diood n-poolega, diood nõrgendab talle rakendatud elektrivoolu, kui rakendada vastu pinget) 24 Transistor - pooljuhtseadis, mis koosneb 3 pooljuhist, mis on vaheldumisi üksteisega ühendatud Kasutus: saab elektrisignaali võimendada, sisse lülitada, tekitada ja muundada 25 Kiip - nüüdis elektroonika põhielement, milles on väiksele pindalale koondatud suur hulk üliväikseid tansistore koos lisadetailidega, mis koos toimivad tervikliku võimendina või protsessorina 26 Pooljuhi juhtivus temperatuurist - Elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades
on h = 6,6.10-34J/s 4. Millise füüsika aluseks sai Plancki tööhüpotees footonitest? Kvantfüüsika. 5. Millise 20.sajandi alguse füüsika probleemi lahendas Max Planck, mille eest ta sai ka Nobeli preemia? Ta lahendas kehade soojuskiirguse teoreetilise kirjeldamise probleemi. Lahenda ülesanded 1-5 lk.81-82. Vastata küsimused 1 ja 2 lk 82 13. Fotoefekt. 13.1. Fotoefekti katsed 6. Mida nimetatakse fotoefektiks? Elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 7. Analüüsi elektroni välja löömist metallist valguse toimel, kui metall on + laenguga ja kui metall on laenguga. + laenguga metall tõmbab väljalöödud elektroni tagasi, -laenguga metalli puhul aga seda ei juhtu. 8. Joonista fotoefekti uurimisseadme skeem. Vt joonis 13.3 lk 84 9. Kes uuris selle skeemi abil esimesena fotoefekti seaduspärasusi juba 1888.a.? Vene füüsik A. Stoletov (1839-1896) 10. Kes selgitas fotoefekti 1905
22. Doonor ja aktseptor. Doonor on lisand, millel on valentselektrone rohkem kui põhiaine aatomil. Akseptor on lisand, millel on valentselektrone vähem kui põhiaine aatomil. 23. Diood ? Diood on pooljuht ühend, kus on ühendatud kaks erimärgilist pooljuhti. 24. Transistor ? Transistor on pooljuhtseade, mille abil saa elektrisignaali võimendada, lülitada, tekitada ja muundada. Koosneb kolmest vaheldumisi ühendatud erinimelisest pooljuhist (npn või pnp). 25. Kiip ? Kiip on integraallülitus, nüüdiselektroonika põhielement, milles on väga väikesele pindalale koondatud transistore koos lisanditega. See kõik toimib terviklülitusena, nt võimendi. 26. Kuidas pooljuhi juhtivus sõltub temperatuurist ? Pooljuhis temperatuuri tõustes nende laengukandjate arv suureneb ja seega pooljuhi juhtivus temperatuuri tõustes suureneb. 27. Mis on LED e valgusdiood ?
justkui ühise klemmiga, määrates sisendtakistuse. Pilet 4 1. Filtriga võimu ehitamine Filter OV väljundisse või sisendisse. Nt RC,CR,LC filter väljundisse. Inv võim, mitteinv. 2. Mahtuvuslik filter alaldis Mahutuvuslik filter on nõrkade voolude jaoks. Tarbijaga paralleelselt konde-väikeste voolude jaoks. q1=1/(2fvCRt). Kui C->lõpmatus pulsatsioone pole. Tühijooksul Rt=lõpmatus->Ud=Uc=U2m=ruutjuur(2U2) 3. Väljatransistor Väljatransistor on pooljuhtseadis, mille pooljuhist voolu juhtiva kanali juhitavust mõjutab elektriväli ja sellest tulenevalt on ta pingega tüüritav element. Väljatransistori nimetatakse ka unipolaartransistoriks, sest tema väljundvool kujuneb ainult ühenimeliste laengukandjate liikumisena. Voolu tüürimise iseloomult jagunevad väljatransistorid: 1)Elektriväljaga muudetava voolukanali ristlõike muutmise teel nagu see toimub pn- siirdega väljatransistoris 2)Laengukandjate kontsentratsiooni kanalis nagu see toimub MOP-transistorides.
piirikiht. Kui räni kristalli doteerida selliselt, et tekib kaks erineva juhtivusega tsooni, siis nende vahelist piirkihti nimetatakse PN-siirdeks. Elektronide kontsentratsioon N-pooljuhis on palju suurem kui P-pooljuhis, siis difusiooni tulemusel kanduvad osad elektronid P-pooljuhti. N-pooljuhi piiripinna lähedal tekib positiivne ruumlaeng. Sama toimub ka aukudega. Erinimeliste laengutega kihtide vahele tekib elektriväli., mis on suunatud N-juhtivusega pooljuhist P-juhtivusega pooljuhi suunas. Sama väli takistab laengute edasist difundeerumist. 37. Mis on pärilülitus ja mis on vastulülitus? 38. Pooljuhtdiood, selle tunnusjoon, läbilöök, parameetrid. Pooljuhtdiood – ventiili omadusega passiivne pooljuhtelement. Rakendades dioodile pinge nii, et katood ehk miinuselektrood on ühendatud toiteallika negatiivse polaarsusega ja anood ehk plusselektrood positiivse polaarsusega, läbib dioodi vool. Tema takistus on väga väike.
Seda kihti nimetatakse tõkkekihiks. Kuna elektronide kontsentratsioon on n-pooljuhis mitu suurusjärku suurem, siis tungib osa kaootilises soojusliikumises olevaid elektrone sealt p-pooljuhti. Seda nähtust nimetatakse elektronide difusiooniks. Samuti difundeeruvad augud paiknemistiheduse ühtlustamise käigus p-piirkonnast n-piirkonda (aukude difusioon). See protsess ei kulge aga laengukandjate kontsentratsiooni ühtlustumiseni kogu kristallis, kuna n-pooljuhist lahkunud elektronid jätavad endast maha nendega võrdse arvu paikseid positiivseid ioone. Samuti tekivad p-pooljuhist lahkuvate aukude tõttu paiksed negatiivsed ioonid. n- ja p-pooljuhtide eralduspiiri juures tekib n-juhtivusega materjalis positiivne ruuumilaeng ja p-juhtivusega materjalis negatiivne ruumilaeng. Need vastasmärgilised laengud tekitavad pooljuhtide kontaktpinna piirialal sisemise elektrivälja, mida nimetatakse potentsiaalibarjääriks (ingl. k. build-in voltage), mis
53.FM, SM. Faasmodulatsioon ??? Sagedusmodulatsioon modulatsioon, mille puhul moduleeriva pingega muudetakse genereeritavate elektrivõngete sagedust. Sm võimaldab vastuvõtul alandada elektriliste häirete taset. 54.AM-signaali demoduleerimine. 55.Varikap ja selle kasutamine SM-ks. Varikap = Mahtuvusdiood 56.Temperatuuriandurid. Temperatuurianduriteks kasut termoelemente. Termoelement on seadis, mis on valmistatud kahe eri metallist või pooljuhist detaili otsapidi kokkujootmise teel. Niisuguse seadise vabadel (kokkujootmata) otstel tekib alalis-emj, mille väärtus sõltub kokkujoodetud osa ja vabade otste vahelisest temp. erinevusest. 57.Fotodiood. Pooljuhtdiood, mille karakteristikud sõltuvad valgustatusest. F-I tundlikkus oleneb valguse lainepikkusest spektraaltundlikkus on suurim infrapunases spektrialas. F-I vool sõltub valgustatusest suures osas lineaarselt, ajakonstant on alla 10 ns
grafiitharjad (G), 3) elektrografiitharjad (E), milliseid valmistatakse süsiharjadest nende grafiteerimisel kõrgel (-3000 °C) temperatuuril, 4) metall-grafiitharjad (M), kus grafiidile on lisatud juhtivuse parendamiseks metallipulbrit (vask, pronks, hõbe). Termopaaride materjalid Termopaarid on nn. Seebecki nähtustel põhinevad temperatuuriandurid. Nimetatud nähtus seisneb elektromotoorjõu tekkimises erisugusest metallist või pooljuhist koosnevas vooluringis kui ühenduskohtade temperatuur on erinev. Enamlevinud termopaaride materjalideks on konstantaan, vask, kromeel, alumeel, plaatina, plaatinroodium, kopeel. Vaske, plaatinat ja konstantaani on vaadeldud eespool juhtmematerjale ja takistussulameid käsitlevas osas. Plaatinroodiumi kombinatsioone on käsutusel mitmeid. Enamlevinud on plaatina ja roodiumi sulam, kus roodiumi on 10%. Kromeel sisaldab kroomi 9...10%, koobaltit 0,6..
3) ühendatud on metall ja n-pooljuht, kus pooljuhi väljumistöö on väiksem; 4) ühendatud on metall ja p-pooljuht, kus metalli väljumistöö on väiksem. Esimesel juhul liiguvad elektronid metallist pooljuhti ja küllastavad metallialuse tsooni elektronidega (tekib nn. n+ kiht). Selle kihi juhtivus on tavalisest suurem ning metalli ja pooljuhi vahel tekib hea kontakt. Teisel juhul liiguvad elektronid pooljuhist metalli, lahkunud elektronide tõttu suureneb aukude kontsentratsioon metalli aluses kihis (nn. p+ tsoon) j - saame jällegi parema juhtivusega kontakti. Kolmandal juhul liiguvad elektronid n-pooljuhist metalli ja nende lahkumise tõttu jäävad sinna augud. Tekib potentsiaalibarjäär ja p-n-siirdega sarnane olukord, mida nimetatakse Schotky siirdeks. Sellenimeline mees kirjeldas vaadeldavaid nähtusi juba 1938. a. Seda
Osrami Dulux-seeria alamseeria Sensor lambid on näiteks varustatud ka valgustundliku anduriga, mistõttu lamp süttib õhtuhämaruse saabudes automaatselt ning lülitub koidikul välja, alamseeria Facility lampe võib süüdata ka liikumisandurite abil, Vario-lampe võib aga hõlpsasti lülitada 60%-lisele säästure_iimile, kui seda korraks välja lülitada ja seejärel uuesti sisse lülitada. 4 LED lamp Valgusdioodi tähtsaimaks osaks on mõne millimeetri suurune kahest erinevast pooljuhist koosnev kiip, mis on paigutatud räni- või galliumikristallist alusele. Kiirgava footoni energia e lainepikkus (värvus) sõltub LED-lampides pooljuhtmaterjali kihtidest ja kasutatavatest lisanditest. Levinumad lisamaterjalid on alumiinium, arseen, gallium, indium, fosfor ja lämmastik. Nende varieerimise abil võib luua dioode, mis kiirgavad erineva lainepikkusega valgust alates infrapunasest kuni ultravioletini, võimaldades saada meile soovitud värvusega valgusallikat..
Hüpotermia ehk alajahtumine on olukord kus keha ületab alumise temperatuuri piiri. Vedeliktermomeeter koosne vedeliku reservuaarist ja selle küljes olevast ühtlase siseläbimõõduga kapilaartorust. Töötab aine paisumise tõttu temperatuuri muutudes. Termograaf on õhutemperatuuri pidevaks ja automaatseks registreerimiseks mõeldud seade. Insolatsioon on Päikese kiirgusvoog horisontaalpinnale. Takistustermomeetrid: metallist või pooljuhist (termistorid) ainete juhtivusomadused sõltuvad nende temperatuurist. Metallides kasvab takistus temperatuuri tõustes ja peaaegu et lineaarselt. Pooljuhtide takistus väheneb temperatuuri tõustes (mittelineaarselt). Termopaar koosneb kahest eri metallist juhtmest, mis on kokku joodetud. Temperatuurimuutused ühenduses initsieerivad elektromootrjõu nende otste vahel. Selle elektromootorjõu suurus sõltub temperatuurist.
ΔR = f(P): Takistustensoandur algtakistus on väga suur – mitusada oomi. Suhteline tundlikkus arvutatakse valemist η = ΔR/R/Δl/l. Konstantaani puhul on see 1,9 – 2,1. Takistustensoandurite kasutamise puhul tuleb arvesse võtta, et nad mõõdavad pingeid ainult baasalal l. Ehituselt on takistustensoandur konstantaanist, nikli või molübdeenisulamist, legeeritud nikroomist vms. materjalist traat või lintvõre (viimane võib olla ka pooljuhist), mis liimitakse või kõrge temperatuuri puhul keevitatakse uuritava keha pinnale (joonis 0.2.7). 5/27 jklng3.sxw Traadi läbimõõt on 0,02 – 0,05mm. Mõõt l nim. tensoanduri baasiks (l = 5 – 50mm). Fooliumist takistustensoandurid valmistatakse õhukesest hõbeda ja kulla, vase ja nikli sulamitest, konstantaanist jm.. Õhukesekilelised takistustensomandurid valmistatakse germaaniumi, telluuri, vismuti või
5 valentsed on As, Sb, P ja neid nimetatakse doonorlisanditeks 3 valentsed on In, Ga, B ja neid nimetatakse aktseptoriteks. 5 valentse lisandi ühele elektronile ei ole struktuuris kohta ja ta hakkab liikuma väiksemagi energia saabumisel. Sarnane olukord tekib 3 valentsete lisandite korral. 3 valentsed lisandid hakkavad 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
Kanali voolu tüürimine isoleeritud paisu elektriväljaga. Akanlivoolu sõltuvus paisu pingest vaesustus- (depletion) ja rikastusrezhiimis (enhancement) töötavas transis. Väljatransside skeemisümbolid. Alalisrezhiimi seadmine väljatransiga võimendusastmes, ühise lättega võimendusastmete skeemid. MOSFET (Metal Oxice Semiconductor Field Effect Transistor) ehk MOP väljatransistor (Metall Oksiid Pooljuht) on selline, kus paisuks on metallplaat, mis on oksiidikihiga isoleeritud pooljuhist, seega paisuvoolu ei eksisteeri. Sellisesse transi võib pooljuhtkanal olla sisseehitatud või siis indutseeritakse pingestamisel. Formeeritud n-kanaliga transistor: p-juhtivusega baaskristalli on tekitatud kaks tugevasti legeeritud n-juhtivusega ala (läte ja neel) ning nende vahele õhuke vähem legeeritud n-juhtivusega kanal. Vaesustusreøiim (Depletion) paisule on rakendatud lätte suhtes negatiivne pinge ning see tõukab elektrone kanalist välja, vähendades niimoodi neeluvoolu
nähtavat või infrapunast valgust. Valgusnähtused tekivad erinimeliste laengukandjate rekombineerumise (ühinemise) tulemusena pärivoolu reziimis (tavalistes dioodides püütakse rekombineerumist vältida). Rekombineerumine tekib P-N-siirdes või selle lähemas ümbruses. Rekombineerumisel, s.o elektroni ja augu liitumisel tekivad valguskvandid, s.o valgusnähtused, kuna augu ja elektroni liitumisel tekib energia ülejääk Selleks, et tekkinud valguskvandid saaksid pooljuhist lahkuda, tehakse P-tsoon võimalikult õhuke. Valgusdioodi ehitus ja väliskuju on toodud joonisel 2.6. 17 JOONIS 2.6.. Valguskvantide võnkesagedus, s.o. kiirguse värvus sõltub kasutatud pooljuht-materjalist. See on seotud materjali potentsiaalibarjääriga ja seepärast on ka eri värvusega valgudioodide avanemispinged ja päripingelangud erinevad Eri materjalidest valgusdioodide põhiparameetrid on toodud tabelis 2
infrapunast valgust. Valgusnähtused tekivad erinimeliste laengukandjate rekombineerumise (ühinemise) tulemusena pärivoolu reziimis (tavalistes dioodides püütakse rekombineerumist vältida). Rekombineerumine tekib P-N-siirdes või selle lähemas ümbruses. Rekombineerumisel, s.o elektroni ja augu liitumisel tekivad valguskvandid, s.o valgusnähtused, kuna augu ja elektroni liitumisel tekib energia ülejääk Selleks, et tekkinud valguskvandid saaksid pooljuhist lahkuda, tehakse P-tsoon võimalikult õhuke. Valgusdioodi ehitus ja väliskuju on toodud joonisel 2.6. JOONIS 2.6.. Valguskvantide võnkesagedus, s.o. kiirguse värvus sõltub kasutatud pooljuht-materjalist. See on seotud materjali potentsiaalibarjääriga ja seepärast on ka eri värvusega valgudioodide avanemispinged ja päripingelangud erinevad Eri materjalidest valgusdioodide põhiparameetrid on toodud tabelis 2
(1.14) Normaalõhurõhk on 1,013⋅105 Pa=760 mmHg. Rõhu mõõtmise korral mõõdetakse tihti rõhkude erinevust (mitte absoluutset rõhku). Sel puhul saab kasutada vedelikusammaste kõrguste erinevust. Elektrooniliste andurite korral saab mõõtmiseks kasutada näiteks piesoelektrilist efekti – kristallile mõjuv jõud tekitab elektromotoorjõu, mis on võrdeline mõjuva jõuga. Samuti saab kasutada efekti, et pooljuhist läbi mineva voolu tugevus muutub, kui pooljuhtkristallile avaldada rõhku. 1.6. Soojuspaisumine. Vee anomaalne käitumine. Soojuspaisumine ja mehaanilised pinged A Soojuspaisumine Enamik aineid paisub temperatuuri tõustes, sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad. Vaatame lihtsuse mõttes kahest aatomist koosnevat süsteemi, kus aatomite keskpunktide vaheline kaugus temperatuuril 0 K on ro. Joonisel 1 on toodud sellise kahest
Lülitus koosneb nagu kahest osast, pinget vähendavast regulaatorist, mis koosneb pooljuhtlülitist PL2 ja dioodist VD2. Juhul kui mootori induktiivsus on lülituse töötamiseks liiga väike, võidakse lisada täiendab induktiivsus ML, mis toimib ühtlasi ka voolu siluva elemendina. Teise osa moodustab pinget tõstev impulsstabilisaator, mis koosneb dioodist VD1, pooljuhist PL1 ja ajami ahelast. See osa töötab tavalisega võrreldes vastupidi, st. siis kui me soovime ajami pidurdamiseks juhtida energiat tagasi võrku. Mootorina töötamisel sõltub mootori pinge ja pöörlemiskiirus pooljuht lüliti PL2 lülitamisest. Kusjuures induktiivsusesse salvestatud energia juhitakse PL2 suletud oleku korral läbi dioodi VD2 mootorile, ning ei muutu mootori reziimist ei pinge ega voolu suund. Pidurdamiseks on PL2 ja selleks
Samuti saab liikuda ka tekkinud auk. Selline vabade laengukandjate tekkimine vähendab pooljuhi elektritakistust. Kui sellise liikumise tulemusena eralduks elektronid ühte pooljuhi piirkonda ja augud teise, oleks meil vooluallikas olemas. Ühe pooljuhtmaterjali korral pole see võimalik. Küll aga kahe erinevat tüüpi juhtivusega pooljuhi ( n ja p tüüpi) kontakti korral. Sel juhul tekib kahe erineva juhtivusega pooljuhi kontakti piirkond, mis takistab vabade laengukandjate liikumist ühest pooljuhist teise . Seda piirkonda nimetatakse tõkkekihiks. Kui näiteks n-pooljuhti valgustada, siis tekivad selles vabad elektronid ja augud. Läbi tõkkekihi saavad minna ainult augud. Elektronid jäävad n-pooljuhti ja see laadub negatiivselt. Olemegi saavutanud laengukandjate eraldamise ehk vooluallika. Sellist energiamuundurit nimetatakse fotoelemendiks või fotorakuks. Selleks, et saada suuremat efekti, ühendatakse palju rakke jadamisi. Selliseid seadmeid nimetatakse päikesepatareideks
annaabi.ee 
