üldse 13, kuid enamkasutatavad on germaanium, räni, seleen, telluur, arseen ja fosfor. Germaanium (Ge) on perioodilisussüsteemi IV rühma element, välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C. Temast valmistatakse pooljuhtdioode ja transistore, mis võivad töötada temperatuuridel 60...+70 °C. Räni (Si) on sama rühma element, hallikas, kõva, habras ja metalse läikega, sulamistemperatuur 1415 °C. Kasutatakse mitmesuguste pooljuhtseadiste (dioodid, transistorid, türistorid, stabilisaatorid jne.) valmistamisel. Seleen (Se) on VI rühma element, hall kristalne aine sulamistemperatuuriga 221 °C. Kasutatakse peamiselt valgustundlike pooljuhtseadiste (fotoelemendid, fototakistid jne.) varemalt ka alaldite valmistamisel. Enamkasutatavad keemilised ühendid on oksiidid, karbiidid, sulfiidid, seleniidid jne. Oksiide Cu2O, CuO, Mn2O3, Co2O3 kasutatakse tänapäeval põhiliselt temperatuuritundlike
c) Dioodid Tegelik struktuur: metall p+ - p n n+ - metall Voolu-pinge sõltuvus eksponentsiaalne: I = I0 (eU/ T 1), kus T = kT/q (toatemperatuuril T = 26 mV), I0 - vastuvool. Eelnevast tuleneb U = T ln (I/I0 + 1) Seega R = U/I = T/I * ln (I/I0 + 1) ja r = dU/dI = T/(I + I0) T/I Parameetrid: Lubatav pärivool (jõudioodides kuni 5 kA), lubatav vastupinge (jõudioodides kuni 5 kV), päripingelang (jõudioodides kuni 5 V), vastuvool, ümberlülitusajad ton, toff jt. Pooljuhtseadiste parameetrite väärtused on omavahel seotud parandades ühte, halvenevad teised näitajad. Seetõttu suur nomenklatuur. d) Dioodide liigid - Alaldusdioodid (suur pn-siirde pindala, aeglasetoimelised). Jõudioodid (alates 10 A) vajavad lisajahutust (radiaatorid). Jõudioodide pärivoolud kA, vastupinged kV. - Punktdioodid (väike pn-siirde pindala, kiiretoimelised) - Stabilitronid e. Zener-dioodid (vastupingestus), stabistorid (päripingestus). Parameeter
Surmav kogus inimesele on 0,05–0,1 g. Looduses leidub arseeni kõige rohkem ühendeis väävli ja metallidega, aga ka puhaste kristallidena. Harilikult eristatakse metalset ehk halli α arseeni, kollast arseeni ning β-, γ- ja δ- arseeni. Galliumi ühendid arseeniga võimaldavad luua väga heade omadustega pooljuhte, mille elektrilised parameetrid ja temperatuuritaluvus on tunduvalt paremad kui räni (Si) baasil loodud pooljuhtidel. Galliumarseniid (GaAs) on pooljuhtseadiste uuema põlvkonna materjal. Arseeni esinemine Arseeni kasutatakse enamasti pestitsiidide ja puidukaitsevahendite tootmisel ja kasutamisel, kuna arseen on väga mürgine putukatele, bakteritele ja seentele. Samal põhjusel lisati vanasti ka värvidesse arseeni. Arseeni kasutatakse ka veise- ja seafarmides toidulisandina ning alles hiljuti keelustati USA-s arseeni sisaldus kanalihas. Metallilist arseeni kasutatakse plii tugevdamiseks sulamites
vaakumtriood. Järgnevalt töötati välja juba palju tüüpe elektronseadiseid. Alates aastast 1923 sai võimalikuks ignitronidel põhinev juhitav alaldamine. Seejärel leiutati aastal 1928 türatron ja võrega juhitav elevhõbekaaralaldi. Esimene vaheldi valmistati aastal 1930. Pooljuhtimise nähtus avastati mõni aasta enne aastat 1882 ning seda nähtust pakuti vahelduvvoolu alaldamiseks mehaaniliste lülitite asemel. Reaalne pooljuhtseadiste ajastu algas aastal 1947, kui ameerika teadlased J. Bardeen, W.H. Brattain, ja W.B. Shockley leiutasid germaaniumtransistori. Hiljem said nad selle leiutise eest Nobeli preemia. Aastal 1950 rakendati esimest korda ränil põhinevaid pooljuhtlüliteid ning alates aastast 1952 algas germaaniumdioodide tootmine. Viiekümnendate aastate keskel ja varajastel kuuekümnendatel hakkas elektroonikaskeemide koostamine üle minema vaakumseadistelt pooljuhtseadistele ja
lambi-tüüpi võimendid olid mõistliku hinnaga. 1960-ndate alguseks olid grammofonid ja televiisorid muutnud lampvõimendid üsna populaarseteks. Transistorid 1970-ndate alguseks oli lampide tehnoloogia välja vahetatud ränitransistorite vastu. Kuigi mitte täielikult, lampide idee arenes edasi elektronkiiretoruks, mida kasutati võimendamiseks. Transistorvõimendid muutusid üha enam kasutatavateks oma väiksuse ja odavuse tõttu. Transistorid võimendavad heli muutes sisendi pinget pooljuhtseadiste kaudu. Solid State e. pidev olek Tänapäeval kasutatavatest helivõimenditest põhinevad enamjaolt Solid State transistoritel kolme elemendiga bipolaartransistorid, MOSFET transistorid, mis on leiutatud Julius Edgar Lilienfeld'i poolt. Ka esimene kontseptsioonjoonis, leitatud aastal 1925, leiab kasututst nii digitaal- kui analoogskeemidel. Arengud Kuigi SS-võimendid pakkusid mugavust ja effektiivsust, ei suutnud nad jäljendada lampvõimendite helikvaliteeti, puhtust ja soojust
Semiconductor theory 4.1. Üldist Pooljuhtseadised on käesoleva sajandi teise poole tehnilise revolutsiooni peasüüdlasteks. Nendeta ei oleks personaalarvuteid, mobiiltelefone ega palju muud sellist, mis tunduvad meile nii igapäevasena. Võime julgesti öelda, et ilma pooljuhtseadisteta ei oleks praegust infoühiskonda. Soovides tehnikainimesena astuda tehnika arenguga ühte jalga, tuleb esmajärjekorras korrektselt omandada pooljuhtseadiste tööpõhimõtted. Samal ajal tuleb meeles pidada, et pooljuhttehnika on selle poole sajandi jooksul ise läbi teinud 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 jne. See areng jätkub ja on väga raske ette arvata, milliseid üllatusi pakuvad meile järgnevad aastakümned. Ka kõige kaasaegsemate
Ta on tõkkekiht. Takistab elektronide ja aukude difusiooni. 21. Kuidas sõltuvad pn-siirde omadused temperatuurist? Lk 93 Temperatuuri tõusuga suureneb nii omajuhtivuse voolukandjate elektronide kui ka aukude kontsentratsioon, mistõttu lisandjuhtivus mõjutab nüüd poljuhi juhtivust vähem. Kuna vastassuuna vool suureneb, siis temperatuuri tõusuga väheneb alaldustegur ja halveneb p- n-siirde ventiili toime. Tunduv temperatuuri mõju pooljuhtseadiste omadustele on nende tõsiseks puuduseks. 22. Mis on pooljuhtdiood? Lk 94 Pooljuhtdioodide põhiliseks elemendiks on p-n-siire, mis eraldab kahte erineva lisandjuhtivusega pooljuhti. Sellisel siirdel on ventiili omadused. Eristatakse kaht dioodide põhiliiki: pind- ja punktdioodi. 23. Pooljuhtdioodide liigitus.lk 86 Eristatakse kaht dioodide põhiliiki: pind- ja punktdioodi. (lk 86) Kasutusel on olnud erinevaid dioodide liigitusi, praegu enamlevinud liigitus lähtub nende kasutusalast
Kolmefaasilise ahela aktiivvõimsus 30. Aktiivvõimsuse mõõtmine kolmefaasilise ahela sümmeetrilise koormuse korral. Z A = Z B = Z C . Seetõttu on kõikide faaside võimsused võrdsed ja piisab ainult ühe faasi aktiivvõimsuse mõõtmisest. Skeemil mõõdab vattmeeter A-faasi võimsust A P , sest vattmeetri voolumähist läbib faasivool A I ja pingemähisele langeb faasipinge A U . Neutraaljuhi olemasolu ei oma tähtsust. Kolmefaasilise ahela aktiivvõimsus P = 3Pf . 31. Pooljuhtseadiste klassifikatsioon. 32. Pooljuhttakistid. Termotakistid: Seadis, mis põhineb metalli (peamiselt peenikese plaatina- või vasktraadi) või pooljuhi elektritakistuse sõltuvusel temperatuurist. Pooljuhttermotakisteid on kahte tüüpi: 1) Termistorid valmistatakse metallioksiididest ja nende takistus väheneb temperatuuri tõustes ning seega nende takistuse temperatuuritegur on negatiivne. Termistore kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks ja
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 :
temperatuuridel –60°C...+70 °C. Räni (Si) hallikas, kõva, habras ja metalse läikega, sulamistemistemperatuur 1415 °C, suhteline dielektriline läbitavus ε = 12,5. . Rauasulamite koostises suurendab elektrotehnilise terase elektrilist eritakistust. Kasutatakse dioodide, transistoride, türistoride, pinge stabilisaatorite jne. valmistamisel. Seleen (Se), hall kristalne aine sulamistemperatuuriga 221 °C. Kasutatakse peamiselt valgustundlike pooljuhtseadiste (fotoelemendid, fototakistid jne.), varemalt ka alaldite valmistamisel. Vask-, mangaan- ja koobaltoksiide (Cu2O, CuO, Mn2O3, Co2O3) kasutatakse põhiliselt temperatuuritundlike takistite (termistoride) valmistamiseks. Tsinkoksiidist (ZnO) aga valmistatakse liigpingepiirikuid nii madal- kui ka kõrgepinge seadmetele. Ränikarbiide (SiC) kasutatakse varistoride valmistamisel, varem ka ventiillahendite mittelineaarsete takistite valmistamisel ja ränikarbiidi baasil koostatud ainest siliitist
ja fosfor. Germaanium (Ge) on perioodilisussüsteemi IV rühma element, välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C. Temast valmistatakse pooljuhtdioode ja transistore, mis võivad töötada temperatuuridel 60...+70 °C. Räni (Si) on sama rühma element, hallikas, kõva, habras ja metalse läikega, sulamistemperatuur 1415 °C. Kasutatakse mitmesuguste pooljuhtseadiste (dioodid, transistorid, türistorid, stabilisaatorid jne.) valmistamisel. Seleen (Se) on VI rühma element, hall kristalne aine sulamistemperatuuriga 221 °C. Kasutatakse peamiselt valgustundlike pooljuhtseadiste (fotoelemendid, fototakistid jne.), varemalt ka alaldite valmistamisel. Enamkasutatavad keemilised ühendid on oksiidid, karbiidid, sulfiidid, seleniidid jne. Oksiide Cu2O, CuO, Mn2O3, Co2O3 kasutatakse tänapäeval põhiliselt temperatuuritundlike takistite
5 JOONIS 1.4. Üheaegselt lisandjuhtivusega esineb aines alati ka omajuhtivus, mistõttu materjalis leidub nii elektrone kui auke. Vastavalt kasutatud lisanditele on aga üks või teine ülekaalus, N- pooljuhis on ülekaalus elektronid ja nad on seal enamuslaengukandjateks ning seal leiduvad augud on vähemuslaengukandjateks; P-pooljuhis on aga vastupidi, enamuslaengukandjateks on seal augud ja vähemuslaengukandjateks elektronid. Kuna pooljuhtseadiste töös on vähemuslaengukandjad enamasti ebasoovitavaid nähtusi esilekutsuvaks põhjuseks, siis püütakse pooljuhtmaterjalide omajuhtivust võimalikult vähendada. Kirjeldatust nähtub, et pooljuhtide elektrijuhtivus on oluliselt seotud nende ainete kristallstruktuuriga. Ideaalse kristallstruktuuri saamiseks peavad ained olema aga väga puhtad. Nii näiteks lubatakse enamiku seadiste lähtematerjaliks oleva omajuhtivusega
JOONIS 1.4. Üheaegselt lisandjuhtivusega esineb aines alati ka omajuhtivus, mistõttu materjalis leidub nii elektrone kui auke. Vastavalt kasutatud lisanditele on aga üks või teine ülekaalus, N-pooljuhis on ülekaalus elektronid ja nad on seal enamuslaengukandjateks ning seal leiduvad augud on vähemuslaengukandjateks; P-pooljuhis on aga vastupidi, enamuslaengukandjateks on seal augud ja vähemuslaengukandjateks elektronid. Kuna pooljuhtseadiste töös on vähemuslaengukandjad enamasti ebasoovitavaid nähtusi esilekutsuvaks põhjuseks, siis püütakse pooljuhtmaterjalide omajuhtivust võimalikult vähendada. Kirjeldatust nähtub, et pooljuhtide elektrijuhtivus on oluliselt seotud nende ainete kristallstruktuuriga. Ideaalse kristallstruktuuri saamiseks peavad ained olema aga väga puhtad. Nii näiteks lubatakse enamiku seadiste lähtematerjaliks oleva omajuhtivusega pooljuhile lisandeid vaid
6.1 Lihttüristor (üheoperatsiooniline türistor) 3.6.2 Dioodtüristor 3.6.3 Sümistor e. sümmeetriline türistor 3.6.4 Suletav türistor 3.6.5 Türistoride kasutamine jõuelektroonikas Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 1 3.1. Pooljuhtmaterjalid Pooljuhtseadised on elektroonikas kasutatavad seadised, mille töö põhineb pooljuhtide omaduste ärakasutamisel. Pooljuhtseadiste hulka kuuluvad näiteks pooljuhtdioodid, türistorid, transistorid, integraalskeemid jm elektroonikakomponendid. Pooljuhid on ained, mille erijuhtivus on väiksem kui elektrijuhtidel (metallidel) ja suurem kui dielektrikutel. Joonis 3.1. Mõnede materjalide paiknemine eritakistuste skaalal [6]. Kui valmistada kolmest erinevast materjalist - vask Cu (metall ja elektrijuht), puhas räni Si i (pooljuht; indeks i tähistab omajuhtivusega puhast pooljuhtmaterjali) ja
valentstsoonis. Matemaatiliselt elektrijuhtivuse temperatuursõltuvus omapooljuht-materjalis avaldub (joon. 7.16) Eg ln C - 2kT kus C - konstant, mis ei sõltu T-st; E g - keelutsooni laius k - Bolzmani konstant Lisandjuhtivusega materjalides on pilt tunduvalt keerulisem ja me antud kursuses seda ei käsita. 7.11.4. Kokkuvõtteks Pooljuhtmaterjalid leiavad kasutamist väga suure hulga erinevate pooljuhtseadiste valmistamiseks. Enamus neist põhineb laengukandjate eraldamisel p-n üleminekul (joon. 7.14). 7.12. Elektrijuhtivus ioonilises keraamikas Ioonilises materjalis võivad elektrivoolu kandvateks laengukandjateks olla lisaks elektronidele ka katioonid ja anioonid. Katioonid ja anioonid liiguvad elektriväljas muidugi eri suundades. Elektrivool on resultaat nende ioonide liikumisele ( elektroonne ). Ioonilise materjali elektrijuhtivus avaldub (joon. 7.16)
juhtseadiste (dioodid, transistorid, türistorid, stabi- Kahe erineva metalli kokkupuutel tekib lisaatorid jne.) valmistamisel. kontaktpotentsiaal, mis kõigub mõnest kümnen- Seleen (Se) on VI rühma element, hall kris- dikust voldist kuni mõne voldini. Kui kahe juhtme talne aine sulamistemperatuuriga 221 °C. Kasuta- kokkuühendamisel mõlemate kontaktide tempe- takse peamiselt valgustundlike pooljuhtseadiste ratuurid on võrdsed, siis potentsiaalide vahe kinni- (fotoelemendid, fototakistid jne.), varemalt ka alal- ses ahelas on null. Kui aga temperatuurid on dite valmistamisel. erinevad, tekib termoeletromotoorne jõud. Seda Enamkasutatavad keemilised ühendid on nähtust rakendatakse temperatuuri mõõtmisel oksiidid, karbiidid, sulfiidid, seleniidid jne. termopaaride abil.
annaabi.ee 
