Ainete elektrijuhtivuslikud omadused on põhiliselt määratud elektronprotsessidega, mis toimuvad valents ja juhtivustsoonis. Ainete jaotumuse pooljuhtideks ja dielektrikuteks määrab nimetatud tsoonide elektronidega täitumus ja neid tsoone eraldava keeluvööndi laius. Pooljuhid on oma omadustelt väga lähedased dielektrikule. Erinevus pooljuhtide ja dielektrikute vahel seisnebki vaid keelutsooni laiuses. Dielektrikus on valentstsoon täielikult täidetud, keelutsoon väga lai ja juhtivustsoon praktiliselt täiesti tühi. Mida laiem on materjali keelutsoon, seda väiksem on tema elektrijuhtivus
ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist magnetvälja suhtes ja magnetvälja tugevusest. F=k1Bilsina B-induktsioon(tesla) 2. Elektrimahtuvus- laeng, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatatkse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks
elektrone ja auke ühepalju. Kirjeldatud juhtivust nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks. Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus. Sest mida kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on elektronide kiirus ja seda rohkem tekib elektrone ja auke. Omajuhtivuse temperatuurisõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10-6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatus jne.). Pooljuhid on kas keemilised elemendid või keemilised ühendid. Pooljuhtelemente on
Pooljuhid - pooljuht · Pooljuhtideks nimetatakse 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. · Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. · Räni ja germaanium on kaks kõige kasutatavamat pooljuhti. Neil mõlemal on neli elektroni välisel elektronkihil. · Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes, peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. · Pooljuhtide elektrijuhtivus kasvab (ehk elektritakistus väheneb) temperatuuri kasvades, niisamuti ka valguse mõjul. See on oluline tunnus, mis eristab pooljuhti metallist. Pooljuhi elektritakistust saab ka muuta teda lisanditega (doonorite või aktseptoritega) ledigeerides. Veidike ajalugu pooljuhtidest: · 1874- esim...
pihuarvutite, digikaamerate jt. käsiseadmete juures. Esialgu on OLED-ekraanide puuduseks suhteliselt lühike tööiga (ca 1000 tundi), kuid juba lähemal ajal loodetakse saavutada 10000 tunni piir ja võimalikuks peetakse kuni 90000-tunnise tööea saavutamist. Tööpõhimõte ja ehitus OLED koosneb elektrit juhtivast orgaanilise materjali kihist, mis paikneb kahe elektroodi (anood ja katood) vahel. Neid materjale nimetatakse orgaanilisteks pooljuhtideks, sest omavad juhtivustasemeid isolaatorist juhini. Enamus tänapäevased OLED-id on kahekihilised ja baseeruvad järgneval skeemil: 1. Katood (-), 2. Kiirgav kiht, 3. Kiirguse eraldumine, 4. Juhtiv kiht, 5. Anood (+). OLED ekraanid võivad kasutada kas passiiv-maatriks (PMOLED) või aktiiv-maatriks pikslite adresseerimise skeeme. Aktiiv-maatriks OLED-id (AMOLED) vajavad õhukest transistorite kihti tagaküljel, et lülitada iga individuaalne piksel sisse või välja
EKSAMI KÜSIMUSED 1.n- tüüpi pooljuhis on enamuslaengukandjad-Elektronid 2. Tuntumad pooljuhtained on-Räni(Si),Germaanium(Ge) 3.Pooljuhtideks nim.aineid ,mille mahueritakistus on...-Väiksem kui metallidel ja suurem kui isolaatoritel. 4. Dioodi läbib vool kui tema anood on katoodi suhtes-Järjestikult Anood Katood 6. Dioodi pärisuunaline U/I tunnusjoon on 7.Toiteseadme väljundparameetrid on-Väljundpinge stabiilsus,suurim lubatud vool 8. Silufiltri põhiline ülesanne on-vähendada alaldist saadava pinge pulsatsiooni ehk lainelisust tarbija iseloomuga määratud tasemeni. 9
4)neeldumisspekter-külm gaas neelab täpselt sellise lainepikkusega valguslaineid,mida ise kuumutatult kiirgab. Laserid-laserid on seadmed, mis tekitavad intensiivseid valguskimpe. Levinuimad laseriliigid on diood-, tahkis, ja gaaslaserid. Lasereid kasutatakse olmes, meditsiinis, tööstuses, sides, teadusuuringutel jpm. Metallide elektrijuhitavus-Tahkes ja vedelas olekus on kõik metallid elektrijuhid. Elektrivool metallides on põhjustatud elektronide liikumisest. Pooljuhtideks nim. Aineid, mille elektrilised omadused erinevad dielektrikute ja metallide omadustest.Pooljuhtdiood on kahe elektroodiga pooljuhtseadis.Tema põhiosaks on pn-siire. Kiip on terviklülitus, milles mõne cm suurusele pooljuhtplaadikesele on koondatyd suur hulk transistore. Vedelikus on vabadeks lanegukadjateks ioonid. Elektronvolt on energia mõõtühik. Gaas ei ole tavaliselt elektrijuht, sest tema aatomid või molekulid sisaldavad ühesugust arvu pos. ja neg
Ioonjuhtivusega elektrijuhid on elektrolüüdid, harilikult hapete, aluste või soolade lahused. Nende juhtivus tuleneb sellest, et vees keemiline side dissotsieerub, s.t molekul laguneb katiooniks ja aniooniks, mis on vees vabalt liikuvad. DIELEKTRIKUD JA POOLJUHID Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse dielektrikuks ehk isolaatoriks. Aineid, mille juhtivus toatemperatuuril on väiksem kui metallidel ja suurem kui dielektrikutel, nimetatakse pooljuhtideks. Puhta pooljuhi elektritakistus on peaaegu sama mis dielektrikul. Erinevalt juhtidest pooljuhtide takistus temperatuuri tõustes väheneb. TÄNAN KUULAMAST!
Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu. See on ainetel, mis sisaldavad vabu laetud osakesi (elektrone või ioone). Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäraselt liikuma, tekitades elektrivoolu. Metallide hea elektrijuhtivus seletubki peamiselt vabade elektronide olemasoluga. Aine elektrijuhtivuse mõõduks on eritakistuse pöördväärtus (1/, mõõtühik (m) -1, mida nimetatakse erijuhtivuseks. Erijuhtivuse järgi liigitatakse kõik ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks või dielektrikuteks. Tabel 1.2. Materjalide tihedus Metall , kg/m3 Plastid Polüetüleen 950 Akrüülplast 1100 Bakeliit 1300 Fluorplast 2200 Keraamika Tellis 1800 Betoon 2300 Portselan 2400 Klaas 2500 Metallid Kergmetallid
2) Elektrimahtuvus. Elektrostaatikas tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laeguga. q. potensiaal (fii) qC ehk C=q - järelikult: Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta selle potensiaali ühe ühiku võrra. 1CV=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 3) Pooljuhtmaterjali elektrijuhitavus. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dielektrikute vahele. ( ρ = 10-5 ÷ 10-7 Ώ m ) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus (vabad elektronid) kui ka aukjuhtivus (vabad augud). Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid, jm.
Dielektrik-väikse elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Indutseeritud laengud- juhtiva keha pinnale elektrilaengu kujunemine. Summaarne elektriväli juhis puudub. Elektriline induktsioon-juhtivate kehade pinnale elektrilaengute kujunemise nähtus. Elektriline varjestamine- nim.mingi keha kaitsmist elektrivälja mõju eest. Faraday puur- jäik varjestav metallvõrk Isolaator-ained jagatakse juhtideks, pooljuhtideks ja dielektrikuteks, siis mõistetakse dielektriku all tavalist mittejuhti ehk isolaatorit. Polariseerumine- ehk polarisatsiooni nähtus, on see kui osakesed jäävad omavahel seotuks ja nad kuuluvad jätkuvalt ühte ja samasse aatomisse pärast nihutamist. Dipool- dielektriku aatom, mis koosneb kahest ühesuurusest, kuid erimärgilisest laengust. Polaarsed molekulid elektriväljas( mikrolaineahju näitel) Vee molekuli käitumisel dipoolina pöhineb mikrolaineahju töö
Raivo Pütsep 2003 Vahelduvvool ajas muutuva suuruse ja suunaga elektrivool. I Vahelduvvoolu graafik t Vastavalt võimele juhtida elektrivoolu jaotatakse kõik ained elektrijuhtideks, isolaatoriteks ja pooljuhtideks. Elektrijuht aine, misjuhib hästi elektrivoolu. Head elektrijuhid on: metallid - elektronjuhtivus, kus laengukandjateks on elektronid; hapete, aluste ja soolade vesilahused - ioonjuhtivus, kus laengukandjateks on positiivsed ja negatiivsed ioonid; ioniseeritud gaasid - elektron- ja ioonjuhtivus, kus laengukandjateks on nii elektronid kui ka ioonid. Tähtsaimad elektrijuhid on metallid, eriti hõbe, vask ja alumiinium.
(henri H) 0H=B 2. Elektrimahtuvus-Elektrostaatikas tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laeguga. q. potensiaal (fii) qC ehk C=q - järelikult: Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta sellepotensiaaliühe ühiku võrra. 1CV=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 3. Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu.
ELEKTRIVOOL(Juhid, dielektrikud ja pooljuhid) *Juhid on sellised ained, mida mööda saab laeng kanduda ühelt kehalt teisele. *Juhtiv aine sisaldab palju vabasi laengukandjaid. *Juhtivad materjalid: grafiit, metall, elektrolüüdide vesilahused (nt.soolvesi) *Dielektrikuid mööda ei saa kandud ühelt kehalt teisele, sest nad sisaldavad väga vähe vabu laengukandjaid. *Dielektrikud : vesi, kumm, plastmass, õhk jne. *Kahe nende rühma vahele jäävad sellised ained, mida kutsutakse pooljuhtideks. *Pooljuhid : räni. ELEKTRIVOOL *...laetud osakeste suunatud liikumine. *Voolusuunaks loetakse positiivsete laengute liikumise suunda. *Kui liiguvad neg laenud, siis tegelikult on liikumise suund kokkulepitud voolusuunaga vastupidine. NT.elektronid metallis. *Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib juhiristlõiget ajaühikus. VALEM : I=q/t ( I voolutugevus (A-amper) ; q laeng (C-kulon) ; t aeg (s) ) *Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga.Ampermeeter tuleb panna jadamisi!!
Amperi: juhile mõjuv jõud on võrdeline voolutugevusega ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist magnetvälja suhtes ja magnetvälja tugevusest. F=k1Bilsina B-induktsioon(tesla) 2. Elektrimahtuvus-laeng, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid
kristalle.Mudelitena on lihtsamini käsitletavad.Kristallvõres paiknevadneg.või posit.laenguga ioonid.Puhtaid aineid looduses ei ole.Aines olevad lisandid rikuvad kristallvõre struktuuri ja halvendavad aine omadusi.Vahetevahel viiakse lisandid teadlikult kristallvõre sisse, millega parandatakse aine omadusi-legeerimine nt. terase legeerimine. 7) Elektrijuht aine või ainete segu milles vabulaengukandjaid on palju dielektrik vabulaengukandjaid hästi vähe peaaegu et ei olegi pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal.Madalatel temp.on valentstsoon täielikult täidetud elektronidega.Keelutsoon on kitsas siis läheb temp.tõustes osa elektrone järgmisesse tsooni ning neile n väga kerge en.juurde panna ja liikuma panna.Pooljuhid on IV rühma elemendid.Kõrgetel temppooljuht muutub elektrijuhiks.Pooljuhtide max 120 kraadi mil töötavad; min. 50 kraadi.Kasut.temp.anduritena
Eneseinduktsiooniks nim. juhtumit kus nähtuse põhjustajaks on juhi enda magnetväli. Igasugune magnetvoog on võrdeline magneetilise induktsiooniga B. Kuna B on võrdeline omakorda teda tekitava voolutugevusega, siis on ka järelikult voolukontuuri läbiv, tema enda voolust tingitud magnetvoog samuti võrdeline vooluga. =LI, L-induktiivsus (H)henri.Enese induktsioon = BS cos -onBjaSvahel Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid...Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu
arvutatakse valemi dB=k2Idlsin*1/r2 abil, kus on nurk vooluelemendi vektori Idl ja sellelt väljapunkti viiva raadiusvektori r vahel ning dB vektori suund on risti mõlema vektoriga. K2=µ0/4 ja magnetvälja konstant µ0=410-7 H/m H-induktiivsuse ühik hendri. dB = k 2 Idl sin 1 / r 2 k 2 = µ 0 / 4 = 10 -7 H / m H (henri)-induktiivsuse ühik dB = k 2 Idl r / r 3 r / r -ühik vektor 40. Pooljuhid Pooljuhtmaterjalide elektrijuhtivus-Pooljuhtideks nim materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dieelektrikute vahele. (=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu.
Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. POOLJUHID Pooljuhtideks nimetatakse 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. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Pooljuhtide erijuhtivus toatemperatuuril on 10...106 S/m. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid
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. Peamine pooljuhi iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Seda saab tunduvalt tõsta viies kristalli selle kasvatavamise käigus väheke sobivaid lisandeid. 8
muutumisel Induktsioonvoolu tekkimiseks on kaks võimalust: -Mähised liiguvad magnetväljas generaator -Mähist läbib muutuv magnetväli transformaator. 34. Elektrimootori tööpõhimõte põhineb vooluga juhtme liikumisel magnetväljas, mis omakorda põhineb vasaku käe reeglil: kui asetada vasak käsi magnetvälja nii, et jõujooned suunduvad peopessa ja väljasirutatud sõrmed näitavad voolu suunda, siis kõrvalesirutatud pöial näitab juhtmele mõjuva jõu suunda. 35. Pooljuhtideks nim elektrimaterjale, millede elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest, valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest.
Elektrijuhtivus Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu. See on ainetel, mis sisaldavad vabu laetud osakesi. Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäratult liikuma, tekitades elektrivooluu. Metallide hea elektrijuhtivus seletabki peamiselt vabade elektronide olemasoluga. Aine elektrijuhtuvuse mõõduks on eritakistuse pöördväärtus (i/p, möötühik (.m)-1), mida nimetatakse erijuhtivuseks. Erijutivuse järgi liigitatakse kõik ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks või dielektrikuteks. Korrasioonikindlus Korrasiooniks nimetatakse matejali ja keskkonna vahelist rektsiooni, milles materjal hävib. Metallide korral eristatakse keemilist korrasiooni, mida põhjustavad keemilised reaktsioonid metallide ja agresiivstet gaaside või vedelike vahel ja elektrokeemilist korrasiooni mida põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Metallide korrasioonist tingitud kahjude korvamiseks kulub umbes 10% metalli
Neli arseeni aatomi valentselektroni moodustavad sidemed naaberaatomitega, viies elektron jääb aga üle. See üle jäänud elektron on aatomiga nõrgalt seotud ja saab väga lihtsalt aatomi juurest lahkuda. Kui pooljuht sattub välisesse elektrivälja, siis hakkavad triivima just sellised vabad elektronid, ning pooljuhis tekib elektron-lisandjuhtivus. Pooljuhte, mis juhivad elektrit sellisel viisil nimetatakse elektronpooljuhtideks ehk n-tüüpi pooljuhtideks. Aatomeid, mis tekitavad lisaelektrone nimetatakse doonoraatomiteks ehk doonorlisandiks. Kui asendada ränipooljuhis neljavalentne räni aatom kolmevalentse indiumi aatomiga, jääb üks elektron kõikide kovalentsete sidemete moodustamiseks puudu. Lisandaatom saab aga moodustada kõik vajalikud sidemed, kui ta "laenab" puuduva elektroni mõnelt naaberaatomilt. Sellisel juhul jääb lahkunud elektroni asemele positiivne auk, mille saab omakorda täita mõne naaberaatomi elektroniga jne
koostisest (väga olulised on lisandid) § valmistamise tehnoloogiast § välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) TEMPERATUURI SÕLTUVUS: Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid § 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
Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu. See on ainetel, mis sisaldavad vabu laetud osakesi (elektrone või ioone). Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäraselt liikuma, tekitades elektrivoolu. Metallide hea elektrijuhtivus seletubki peamiselt vabade elektronide olemasoluga. Aine elektrijuhtivuse mõõduks on eritakistuse pöördväärtus (1/, mõõtühik (×m)-1, mida nimetatakse erijuhtivuseks. Erijuhtivuse järgi liigitatakse kõik ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks või dielektrikuteks. Materjalide kasutusomadused Korrosioonikindlus Korrosiooniks nimetatakse materjali ja keskkonna (õhk, gaasid, vesi, kemikaalid) vahelist reaktsiooni, milles materjal hävib. Metallide korral eristatakse keemilist korrosiooni, mida põhjustavad keemilised reaktsioonid metallide ja agressiivsete gaaside või vedelike vahel, ja elektrokeemilist korrosiooni, mida põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid (anoodi- ja
(osakesi , mis liiguvad ) Peab mõjuma elektrijõud (peab leiduma likumise tekitaja ) Vabadr laengukandjad on elektrilaenguga osakesed , mis saavad liikuda kogu vaadeldava ainekoguse või keha piires . Mettallides on vabadeks laengukandjateks pp , juhtivuselektronid ehk ühistunud valetselektronid vedelikes ja gaasides aga negatiivsed ja positiivsed . Vabade laengukandjate sisalduse alusel jagunevad ained juhtideks , dielektrikuteks ja pooljuhtideks . Juhid on ained , milles vabade laengukandjate arv ei erine väga palju aatomite (või molekulide) üldarvust . Mitmevalentsesmetallis on vabu elektrone isegi rohkem kui aatomid . Ained loetakse juhiks aga ka ss , kui mitme tuhande aatomi või molekuli kohta tuleb vaid üks vaba laengukandja (nii on see näiteks kraanivee korral ) . Juhtides saab nende laengukandjate likumapanemise teel tekitada elektrivoolu . Dielektikud on ained , milles vabade laengukandjate arv on
Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. 1.9 Dielektrik Dielektrik on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. 1.10 Pooljuht Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. 1.11 Takisti Takisti on element mingi soovitava või kindla takistuse tekitamiseks vooluringis. Sellest tulenevalt kasutatakse neid kas voolutugevuse piiramiseks või pingelangu tekitamiseks. Takistid võivad olla kas lineaarsed või mittelineaarsed. Lineaartakistite voolutugevus on võrdeline talle mõjuva pingega. Mittelineaartakistite vool sõltub aga mõjuva pinge väärusest
Elektrivool, st elektronide kindlasuunaline liikumine võib tekkida ainult pinge (emj) olemasolul. Pinge võib aga esineda ilma vooluta. Ühendusjuhtmete kaudu ülekantud pinge tekitab alles siis voolu, kui läbi tarbija (näiteks elektrihõõglambi) saab toimida pidev elektronide liikumine. Elektrivool Elektrivooluks nim elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimetest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Mida kergemini on aine aatomites elektronid tuumaga seotud, seda enam on vabu elektrone ja aine on hea elektrivoolu juht. Need ained, mis ei oma vabu elektrone, on elektriisoleermaterjalid nad juhivad elektrivoolu väga halvasti. Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe. Tähelepanu tuleb pöörata alumiiniumi ja vase õigele kokkuühendamisele. Vastasel korral
Erijuhtivus on eritakistuse pöördväärtus: . Ainete elektrijuhtivust liigitatakse vastavalt aines olemasolevate laengukandjate liigile: · elektronjuhtivus metallid; · elektron- ja aukjuhtivus - pooljuhid; · ioonjuhtivus elektrolüüdid; · elektron-ioonjuhtivus plasma. Kõik ained jaotatakse erijuhtivuse järgi: 6 · elektrijuhtideks (S/m); · pooljuhtideks 10-8 < 6 (S/m); -8 · dielektrikuteks (S/m). Tähised on voolutihedus juhi mingis punktis, mõõdetuna amprites (A). on juhi erijuhtivus, mõõdetuna siimensites meetri kohta (S/m). E on summaarne elektrivälja tugevus juhis, selle ühik on volt meetri kohta (V/m). on juhi aine eritakistus, selle ühik on oom korda meeter ( · m).
Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu. See on ainetel, mis sisaldavad vabu laetud osakesi (elektrone või ioone). Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäraselt liikuma, tekitades elektrivoolu. Metallide hea elektrijuhtivus seletubki peamiselt vabade elektronide olemasoluga. Aine elektrijuhtivuse mõõduks on eritakistuse pöördväärtus (1/, mõõtühik (m)-1, mida nimetatakse erijuhtivuseks. Erijuhtivuse järgi liigitatakse kõik ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks või dielektrikuteks. Materjalide kasutusomadused Korrosioonikindlus Korrosiooniks nimetatakse materjali ja keskkonna (õhk, gaasid, vesi, kemikaalid) vahelist reaktsiooni, milles materjal hävib. Metallide korral eristatakse keemilist korrosiooni, mida põhjustavad keemilised reaktsioonid metallide ja agressiivsete gaaside või vedelike vahel, ja elektrokeemilist korrosiooni, mida põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid (anoodi- ja
jaotame kogulaengu diferentsiaalseteks osadeks ja käsitleme neid kui punktilaenguid, millede summaarse elektrivälja tugevuse saab leida integreerides üle kõigi diferentsiaalsete laengute elektrivälja tugevuste. Elektrivali juhi sees ja juhid elektrivaljas Elektrivali makroskoopses juhis soltub eeskatt temas sisalduvate vabade laengukandjate maarast. Vastavalt laengute liikuvusele liigitatakse ained juhtideks (laengud liiguvad vabalt), pooljuhtideks (laengud norgalt seotud, vabanevad valismojul) ja dielektrikuteks (Laengukandjad seotud) Juht elektrivaljas Laengud hakkavad valja toimel umber paiknema, kuni neile mojuv joud muutub 0ks, mis juhtub, kui valjatugevus juhi sees on 0 voi elektrivalja potentsiaal on kogu juhi ulatuses konstantne.Samuti on joud 0, kui koik laengud on kogunenud juhi pinnale voi E vektor on juhi pinnanormaal. Kui asetada juhtivast ainest keha
vajalikust väiksem, mis tasakaalustab vattmeetri voolumähise poolt mõõdetud 3 korda suurema voolu. Niiviisi loodud tähtühendus peab olema sümmeetriline: R l= RWU = R2 ( RWU on vattmeetri pingemähise takistus), sest ainult siis tekib liinijuhtme ja tehisneutraalpunkti vahel 3 korda väiksem faasipinge. Jällegi P = 3Pf kolmefaasilise ahela aktiivvõimsus 31. Pooljuhtseadiste klassifikatsioon - Pooljuhtideks loetakse aineid eritakistusega 10 -6 kuni 106 m, mis on suurem kui elektrijuhtidel ja väiksem kui dielektrikutel. Tähtsamad pooljuhid on germaanium ja räni, seleen ja ühenditest galliumarseniidja indiumantimoniid. 32. Pooljuhttakistid - termotakisti on seade, mis põhineb metalli (peamiselt peenike plaatina- või vasktraadi) või pooljuhi elektritakistuse sõltuvusel temperatuurist. Pooljuhttermotakisteid on kahte tüüpi :
Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10- 6...108 Ωm. Pooljuhtmaterjalide eri-takistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) Pooljuhid on kas keemilised elemendid või nende keemilised ühendid nagu germaanium, räni, seleen, telluur, arseen, fosfor, või ränikarbiid ning mitmesuguste metellide oksiidid (vaskoksiid, titaanoksiid jne.) ja sulfiidid (tsinksulfiid, hõbesulfiid, magneesiumsulfiid jt.).. Germaanium (Ge) on välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti mehaaniliselt töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C., suhteline dielektriline läbitavus ε = 16. Germaaniumist valmistatakse pooljuhtdioode ja transistore, mis võivad töötada temperatuuridel –60°C....
pooluste või valgustusvoolu võrgu pistikupesa kummagi ühenduspunkti vahel ka siis, kui elektronid piki juhet ei liigu. Ühendusjuhtmete kaudu ülekantud pinge tekitab alles siis voolu, kui läbi tarbija (näiteks elektrihõõglambi) saab toimida pidev elektronide liikumine. 2.3 Elektrivool Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu. Mida kergemini on aine aatomites elektronid tuumaga seotud, seda enam on vabu elektrone ja aine on hea elektrivoolu juht . 14 Need ained, mis ei oma vabu elektrone, on elektriisoleer- materjalid nad juhivad elektrivoolu väga halvasti. Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas
punktilaenguid, millede summaarse elektrivälja tugevuse saab leida integreerides üle kõigi diferentsiaalsete laengute elektrivälja tugevuste. Elektrivali juhi sees ja juhid elektrivaljas Elektrivali makroskoopses juhis soltub eeskatt temas sisalduvate vabade laengukandjate maarast. Vastavalt laengute liikuvusele liigitatakse ained juhtideks (laengud liiguvad vabalt), pooljuhtideks (laengud norgalt seotud, vabanevad valismojul) ja dielektrikuteks (Laengukandjad seotud) Juht elektrivaljas Laengud hakkavad valja toimel umber paiknema, kuni neile mojuv joud muutub 0ks, mis juhtub, kui valjatugevus juhi sees on 0 voi https://cdn.fbsbx.com/v/t59.2708-21/11418134_10005305299...=7195bbc5cfbee92b2ba4ef98da5f1103&oe=5A5D45D5&dl=1 14.01.2018, 18F47
juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. 6. Dielektrikud Dielektrik on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 7. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse 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. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Pooljuhtide erijuhtivus toatemperatuuril on 10...106 S/m. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid
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 aines augud (aukjuhtivus) (mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad keemilises
Elektrivoolu võib metallides tekitada väga väikese potentsiaalide vahega. Seega elektronid liiguvad metallides praktiliselt vabalt. Metallid omavad kindlat kristallvõre, mille sõlmedes asuvad positiivsed ioonid. Nende ioonide vahel asetsevad vabad elektronid(aatomiga mitte seotud). Pos. laeng=neg. laeng, mistõttu metall tavalisestes tingimustes on neutraalne. Elektrivool metallides kujutab endast elektronide suunatud liikumist. 27. VOOL POOLJUHTIDES Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad oma elektriliste omaduste poolest juhtide ja dielektrikute vahele. Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest , 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
qq F = k 1 22 r Punktlaeng on laetud keha mille mõõtmeid antud tingimustes ei tule arvutada. 9 Nm 2 1 Punktlaengu välja võrdetegur k = 9 10 , k= C2 4 0 Vastavalt võimele elektrivoolu juhtida jagunevad kõik ained dielektrikuteks (e.isolaatoriteks), juhtideks ja pooljuhtideks. N: õhk, vaakum. Keskkonna suhteline dielektriline läbitavus . Näitab mitu korda on laengute vaheline jõud antud keskkonnas(vaakumis) väiksem kui vaakumis. = Fvaakumis/F N: vaakumis 1,õhus 1.0003,dest vesi 81. Elektriväli Elektriväli on üks mateeria eksisteerimisvorme. Tema põhiomaduseks on mõjutada laetud kehi jõuga.Elektriväli esineb laetud kehade ümber. Elektriväli levib lõpliku kiirusega V=C=3*108m/s. Elektrivälja tugevuse vektor
vooluringi pinge ja sisepingelangu summaga E =U + U 0 . See seos väljendab energia jäävuse seadust vooluringis. Elektromotoorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus). 5 1.3 Elektrivool Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu. Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas voolu hästi, vastassuunas aga väga halvasti. Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe. Isolaatoritena kasutatakse peamiselt tehismaterjale (näiteks klaaskiud koos epoksüvaigu, räniorgaanilise kummi või tefloniga), portselani ja klaasi.
vooluringi pinge ja sisepingelangu summaga E =U + U 0 . See seos väljendab energia jäävuse seadust vooluringis. Elektromotoorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus). 5 1.3 Elektrivool Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu. Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas voolu hästi, vastassuunas aga väga halvasti. Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe. Isolaatoritena kasutatakse peamiselt tehismaterjale (näiteks klaaskiud koos epoksüvaigu, räniorgaanilise kummi või tefloniga), portselani ja klaasi.
vooluringi pinge ja sisepingelangu summaga E =U + U 0 . See seos väljendab energia jäävuse seadust vooluringis. Elektromotoorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus). 5 1.3 Elektrivool Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu. Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas voolu hästi, vastassuunas aga väga halvasti. Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe. Isolaatoritena kasutatakse peamiselt tehismaterjale (näiteks klaaskiud koos epoksüvaigu, räniorgaanilise kummi või tefloniga), portselani ja klaasi.
t. süsteemi, kus kaks võrdset vastasmärgilist laengut asuvad üksteisest teatud kaugusel. Dielektrikut iseloomustavad järgmised elektrilised omadused: polarisatsioon, elektrijuhtivus, dielekt- rikuskaod ja elektriline tugevus. Neid dielektriku omadusi iseloomustavad suhteline dielektriline läbitavus , eritakistus , kaonurga tangens tan ja läbilöögitugevus El. Nende näitajate sisuga tutvume järgmistes alapunktides. 47) Pooljuhid ja nende kasutamine Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10 -6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatus jne.). Pooljuhid on kas keemilised elemendid või keemilised ühendid.
Punased, sinised ja rohelised dioodid on pannakse gruppidena kokku moodustamaks täisvärvilise piksli (tavaliselt ruudu kujuna). Need pikslid on võrdsete vahedega ja on mõõdetud keskkohast keskkohani saavutamaks absoluutset piksli resolutsiooni. OLED koosneb elektrit juhtivast orgaanilise materjali kihist, mis paikneb kahe elektroodi (anood ja katood) vahel. Neid materjale nimetatakse orgaanilisteks pooljuhtideks, sest omavad juhtivustasemeid isolaatorist juhini. Enamus tänapäevased OLED-id on kahekihilised ja baseeruvad järgneval skeemil: 1. Katood (-), 2. Kiirgav kiht, 3. Kiirguse eraldumine, 4. JuhNv kiht, 5. Anood (+). OLED ekraanid võivad kasutada kas passiiv-maatriks (PMOLED) või aktiiv-maatriks pikslite adresseerimise skeeme. Aktiiv- maatriks OLED-id (AMOLED) vajavad õhukest transistorite kihti tagaküljel, et lülitada iga individuaalne piksel sisse või välja. Tänu
peamiselt vabade elektronide olemasoluga. Aine Nikkel 1455 elektrijuhtivuse mõõduks on eritakistuse Raud 1539 -1 pöördväärtus (1/, mõõtühik (m) , mida nime- Rasksulavad tatakse erijuhtivuseks. Erijuhtivuse järgi liigitatakse Titaan 1660 kõik ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks või Plaatina 1773 dielektrikuteks. Kroom 1875 Vanaadium 1900 Molübdeen 2610 Volfram 3410
integraallülituste tootmine ja kasutamine jne. See areng jätkub ja on väga raske ette arvata, milliseid üllatusi pakuvad meile järgnevad aastakümned. Ka kõige kaasaegsemate pooljuhtseadiste korral tuleb ikkagi arvestada nende kahe puudusega: omaduste sõltuvusega temperatuurist ja kiiret riknemis-võimalust ülekoormusel. Nende omaduste olemasolu ei tohi kunagi unustada. 4.2. Elektrijuhtivus pooljuhtides Pooljuhtideks nimetatakse suurt hulka aineid, mille elektri juhtivus on elektrijuhtide ja isolaatorite vahepeal. Elektrijuhtide mahueritakistus on vahemikus 10-4... 10-6*cm. isolaatoritel 1010 ... 1018 ·cm ja pooljuhtidele jääb küllaltki suur vahemik 10 ... 10 l 0 * c m. Kõigi pooljuhtide ühiseks oluliseks omaduseks on takistuse vähenemine temperatuuri tõusmisel. Tuntumad pooljuhtmaterjalid on germaanium, räni, seleen, galliumarseniid jt. Tänapäeval kasutatakse kõige enam räni.
praegust infoühiskonda. Samal ajal tuleb meeles pidada , et pooljuhttehnika on poole sajandi jooksul läbinud juba mitu arenguetappi. On olnud germaaniumi ajastu, kus enamik pooljuhtseadiseid valmistati germaaniumist , järgnes räniajastu , mis jätkub senini ja mille raames algas massiline integraallülituste tootmine ja kasutamine. Praeguseks on alanud nanotehnoloogia ajastu , kus elementide mõõtmed pooljuhtkristallis lähenevad nanomeetrile 1.2. Elektrijuhtivus pooljuhtides Pooljuhtideks nimetatakse suurt hulka aineid, mille elektrijuhtivus on elektrijuhtide ja isolaatorite vahepeal. Elektrijuhtide mahueritakistus on vahemikus 10 ...10 cm , -4 6 isolaatoritel 10 ...10 cm. ja pooljuhtidele jääb küllalt suur vahemik 10... 10 10 18 1 cm.
Samal ajal tuleb meeles pidada , et pooljuhttehnika on poole sajandi jooksul läbinud juba mitu arenguetappi. On olnud germaaniumi ajastu, kus enamik pooljuhtseadiseid valmistati germaaniumist , järgnes räniajastu , mis jätkub senini ja mille raames algas massiline integraallülituste tootmine ja kasutamine. Praeguseks on alanud nanotehnoloogia ajastu , kus elementide mõõtmed pooljuhtkristallis lähenevad nanomeetrile 1.2. Elektrijuhtivus pooljuhtides Pooljuhtideks nimetatakse suurt hulka aineid, mille elektrijuhtivus on elektrijuhtide ja isolaatorite vahepeal. Elektrijuhtide mahueritakistus on vahemikus 10 -4 ...10 6 cm , isolaatoritel 10 10...10 18 cm. ja pooljuhtidele jääb küllalt suur vahemik 10... 10 1 cm. Tuntumad pooljuhid on germaanium , räni , galliumarseniid jt . Tänapäeval kasutatakse kõige enam räni. Kõik põhilised pooljuhtmaterjalid kuuluvad Mendelejevi tabeli 4. rühma ja neil on
elektrijuhtivuselt kuni 27 suurusjärku (joonis 7.4). Elektrijuhtivus võib olla üheks materjalide kvalifikatsiooni aluseks. Vastavalt klassikalisele skeemile on 3 erinevat tüüpi materjale: elektrijuhid, pooljuhid ja isolaatorid. Metallid on head elektrijuhid, nende elektrijuhtivus on piirides 107 1/ cm. Isolaatorid omavad elektrijuhtivust piirkonnas 10-10 - 10-20 1/ cm. Materjale, mille juhtivus on vahepealne metallidele ja isolaatoritele (10-6 - 104 1/ cm), nimetatakse pooljuhtideks. 7.1.1. Elektroonne ja iooniline juhtivus Elektrivool on välisest elektriväljast põhjustatud elektriliste laengute liikumine. Positiivselt laetud osakesed saavad elektriväljas väljasuunalise kiirenduse ja negatiivselt laetud osakesed kiirenduse vastupidises suunas. Enamikes materjalides on elektrijuhtivus põhjustatud elektronide liikumisest ja seda nimetatakse elektroonseks juhtivuseks. Ioonilise sidemega
vooluringi pinge ja sisepingelangu summaga E =U + U 0 . See seos väljendab energia jäävuse seadust vooluringis. Elektromotoorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus). 5 1.3 Elektrivool Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist. Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu. Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas voolu hästi, vastassuunas aga väga halvasti. Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe. Isolaatoritena kasutatakse peamiselt tehismaterjale (näiteks klaaskiud koos epoksüvaigu, räniorgaanilise kummi või tefloniga), portselani ja klaasi.
annaabi.ee 
