Bedste svar
For at forstå elektroteknik og elektronikteknik har man brug for et stort spring af tro og skal acceptere følgende forhold. Elektrisk og elektronisk teknik indeholder mange funktioner, der understøttes af ledere gennem statisk eller bevægelseshastighed for elektronens masse og ladning, og der er andre funktioner og operationer, der understøttes i vakuum og isolatorer ved ændringshastighed af “ikke-elektroner “eller forskydning (tilsyneladende) strømme, forskydning (tilsyneladende) masse og forskydning (tilsyneladende) ladning, og undertiden gennem momentum og” masse og ladning af et elektron “kastes og affyres af en elektronisk pistol gennem et vakuum eller en isolator. Elektronen er en vidunderlig lille enhed, da den har masse og opladning og meget mere, når den bevæger sig til forskellige lokaliteter eller svinger i samme lokalitet, skaber den en strøm, da den får forskellige spændingsniveauer. Tilknyttet en bevægelig elektron (strøm) er der et magnetfelt og forbundet med spændingen er der et elektrisk felt. Nu behøver magnetfeltet og det elektriske felt ingen masse eller en ladet elektron til at understøtte det, men vi taler og forbinder dem begreber “forskydning (tilsyneladende) strøm”, og jeg vil tilføje, at vi filosofisk kan tale om en “forskydning ( tilsyneladende masse) “og en” forskydning (tilsyneladende) ladning. Alt dette ville føre til begreber kinetisk energi og potentiel energi, selv i et vakuum, hvor der ikke er nogen reel masse. Så for at kalde os elektriske ingeniører skal vi forstå, hvad der er strøm, spændinger, magnetiske og elektriske felter og HØJERE FREMSTILLING AF STRØM, spændinger, magnetiske og elektriske felter i både LEDERE OG INSOLATORER. Nu kan ledere have variable modstandsværdier, variabel induktans, mens isolatorer kan have variabel kapacitans, hvis vi forbinder dem med fysiske miljøer. Alle disse komponenter har brug for at håndtere ELEKTROMAGNETISKE FELTER. De kommer fra enten “elektroner” i ledere eller “ikke-elektroner” i isolatorer “Så dybest set en SEMICON DUTOR er et materiale, der er syntetiseret til at fungere mellem at være en kortslutningsleder og være et perfekt isoleringsvakuum med det formål at understøtte strøm-, spændings-, magnetiske og elektriske felter. Nu, som ethvert menneske eller andet liv, har man brug for to komponenter for at skabe liv, men her skal vi ikke tale om LIV, men vi kan tale om REAKTIONER og AKTIVITETER. Vi ved alle, at de forskellige elementer, der findes i vores verden, har overfladeeffekter og aktiviteter, som når de kommer i kontakt, hvilke andre overflader siger om de samme elementer, reagerer de ikke med hver del, men hvis forskellige elementer bringes i kontakt, som sig aluminium og kobber eller jern og vand, så ved krydset er der en reaktion, som i tilfældet med RUST, som er en form for liv, men vi kalder det ikke LIV, vi kalder det en reaktion. Det er interessant, at vi inden for elektronik og elektroteknik kan skabe det ækvivalente med hvad der er mand og kvinde fra et neutralt materiale ved at dope det med forskellige niveauer af elektroner, eller må jeg sige huller! Med aluminium og kobber er der en elektrisk effekt ved krydset, hvor elektroner højt springer fra den ene overflade til den næste, hvilket forårsager noget usymmetri, da der altid er forskellige typer usymmetrier, når der er et kryds. Disse usymmetri, når to elementer mødes, kan være i form af afhjælpning, når en spænding påføres krydset, og hvis krydset får ekstern energi som lys og varme eller endda en mekanisk kraft som i krystaller, kan krydset skabe elektricitet . Det vigtigste her er, at vi har brug for materialer, der kan bruges alene på et andet niveau af ledningsevne eller forskellige egenskaber ved isolatorer. Engang har vi brug for en samling af forskellige materialer, og derfor er vi nødt til at fremstille forskellige SEMICONDUCTOR MATERIAL, som vi kan kalde N type (overdreven elektroner) og P type (overdreven huller) materiale, men selv disse kan laves på forskellige niveauer eller opløsninger af N typer og P-typer. To halvledermaterialer af N-typen, der er doteret på forskellige niveauer og placeret i kontakt, vil også reagere elektronisk Engang bruger vi usymmetrien af N- og P-krydset, lavet af forskellige halvledermaterialer til at danne en diode, og nogle gange bruger vi en krydsning lavet af forskellige halvledere materiale til SHOOT elektroner væk fra krydset som de plejede at gøre i gamle ventiler (rør) fra katoden til anoden i CRT eller tv-apparater, de bruger til at skyde elektroner i et vakuum og trække dem med den positive spænding ved anoden . I hangarskibe skyder de 10 ton jetfly med dampkatapulter, og inden for elektroteknik kan vi skyde elektroner fra en krydsning lavet af forskellige halvledermateriale som pistolkilden, hvis vi fremstiller tynde materialer.Men vi er nødt til at fange dem, og da vi ikke kan have vakuum i transistorer, som vi plejede at have i ventiler, alt på grund af det faktum, at alle transistorer er “kolde”, og de skyder ikke eller fordamper elektroner på grund af opvarmet katode, men på grund af andre elektroniske egenskabskarakteristika, der ligger i krydset lavet af forskellige halvledermaterialer. I en transistor bruger emitter-base-krydset usymmetrien af et NP-kryds til at skyde elektroner, mens base-kollektorkryds fanger dem, men sidstnævnte skal erstatte det vakuum, der blev brugt i en ventil, hvis vi har brug for en forstærker . Så mens emitter-base-krydset bruger den fremadrettede usymmetri af to forskellige halvledermaterialer for at opnå en kortslutning eller så lav modstand som praktisk muligt, mens base-collector-krydset bruger den omvendte usymmetri af NP-materialet for at opnå et åbent kredsløb eller som tæt, da vi kan komme til et vakuum. Det er omkring 100.000 ohm for siliciumtransistorer og meget lavere for de gamle germanium halvledere. Så lad os genoptage det, vi sagde. * En kortslutning og et åbent kredsløb er meget nyttige i elektroteknik. * En kortslutning kan vikles tæt op til at producere en induktor, mens et åbent kredsløb kan afgrænses til at producere en kondensator, mens en ensom halvleder kan bruges til at producere en modstand af enhver værdi. * Anvendt i par som i overfladen af et kryds, hvor hver del har et forskelligt niveau af halvledningsevne, så kan den resulterende usymmetri af krydset frembringe en diode, der har karakteristik af kortslutning i en retning og et vakuum eller en isolator i den anden retning. * Ved hjælp af to halvlederkryds ryg mod ryg kan man sørge for, at to forskellige dopede halvledere i et kryds fungerer som en kortslutning og til at skyde elektroner væk fra krydset, når den ene del af krydset er gjort meget tyndt, og man har brug for et andet kryds at fungere som et vakuum eller en god isolator til at fange eller samle elektronerne (eller hullerne), da man ellers ikke får en forstærkerhandling. Nå, den sidstnævnte situation med at placere forskellige niveauer af dopede halvledere sammen, det kan ses på som et kryds, der genererer en strøm gennem en kortslutning ved hjælp af en indgangsstrømkilde og derefter skyder den resulterende ledningsstrøm gennem en isolator, så strømmen ser ud som om det kommer frem fra en høj modstand med en støvsuger ved opsamleren for at tiltrække det aktuelle skud fra emitterbasiskryds! Det er det grundlæggende ved forstærkning. Man kan bare ikke fange elektroner i en anden kortslutning, efter at man har genereret dem fra en primær kortslutning, da der ikke vil være en ændring af impedans til strømmen. Dybest set er det princippet for alle forstærkere, en enhed, der ændrer impedansen til strømflowet. (der er en spændingsversion som en FET, der påvirker det elektriske felt i halvlederanordningen) Nå, hvis vi har en krydsning, der bruger to halvlederelementer med forskellige dopede opløsninger til at skabe et ledningselektron, kan vi etablere funktioner, der kan efterlade elektronerne bag og lancere et elektromagnetisk felt til at producere, lys eller radio eller røntgen signaler i en isolator, som i radiobølger. Jeg formoder, at vi kunne sige, at dette er, hvad en LED gør, men der er Gunn-dioder, der gør det på en relateret måde, alt afhængigt af dopingen af de anvendte halvledere. Bemærk, at en rødvarm modstand eller varmelegeme kan betragtes som en antenne, og derfor er der øjeblikke, hvor man ikke kan se på en modstand eller en halvleder som “tabsfri”, da det, der er indeholdt i varme eller elektromagnetisk energi, kan være meget nyttigt for en ingeniør. På dette stadium har vi skabt magnetiske og elektriske feltfunktioner, der har dissekeret eller udstrålet eller projiceret sig fra halvlederen og lanceret i frit rum eller vakuum, hvilket er en perfekt isolator, hvor vi skal glemme den “ledende” del i “halvledere” og vi er nødt til at lære at håndtere “forskydningselektroner eller strøm”, “forskydning (tilsyneladende) masse” og “forskydning (tilsyneladende) ladninger”. Jeg antager, at vi hellere efterlader strømmen af magnetiske og elektriske felter i isolatorer og plads til en anden gang, da ledningsprocessen kan behandles på en anden måde ………. hvor vi har brug for at spille om og forstå betydningen af HØJERE SÆT FOR ÆNDRINGER I KONSTRUKTIONSSTRØMME, SPÆNDINGER, MAGNETISKE OG ELEKTRISKE OMRÅDER og FORSKIFTNING (tilsyneladende) STRØM. Statiske forhold er ikke så nyttige i et ubegrænset rum eller et vakuum. Måske er statiske forhold nyttige i rummet eller andet isolerende rum, hvis det er afgrænset af en usymmetri af elektroner, der flyder i nærheden på en sky eller isoleres på flydende øer af kobber eller andre metaller, da planeterne i rummet producerer tyngdekraft i rummet eller isolatoren imellem dem .
Svar
“ De vigtige yderligere egenskaber ved halvledere, der gør dem unikke : –
Halvledere har specifikke elektriske egenskaber. Et stof, der leder elektricitet, kaldes en leder, og et stof, der ikke leder elektricitet, kaldes en isolator. Halvledere er stoffer med egenskaber et sted imellem. Elektriske egenskaber kan angives ved resistivitet. Ledere som guld, sølv og kobber har lav modstand og leder let elektricitet. Isolatorer som gummi, glas og keramik har høj modstand og er vanskelige for elektricitet at passere igennem. Halvledere har egenskaber et sted mellem disse to. Deres modstand kan f.eks. Ændre sig i henhold til temperaturen. Ved lav temperatur passerer næsten ingen elektricitet igennem dem. Men når temperaturen stiger, passerer elektricitet dem let. Halvledere , der næsten ikke indeholder urenheder, leder næsten ingen elektricitet. Men når nogle elementer føjes til halvledere , passerer elektricitet let gennem dem. Halvledere omfattende et enkelt element kaldes elementære halvledere , inklusive den berømte halvleder materiale Silicium. På den anden side kaldes halvledere , der består af to eller flere forbindelser, sammensatte halvledere , og bruges i halvleder -lasere, lysdioder osv.
Energibånd
Et atom består af en kerne og elektroner, der kredser om kernen. Elektronerne kan ikke kredse om kernen i nogen afstand i atomrummet omkring kernen, men kun visse, meget specifikke baner er tilladt og findes kun i specifikke diskrete niveauer. Disse energier kaldes energiniveauer. Et stort antal atomer samles for at danne en krystal og interagerer i et fast materiale, så energiniveauerne blev så tæt fordelt, at de danner bånd. Dette er energibåndet. Metaller, halvledere og isolatorer adskiller sig fra hinanden ved deres båndstrukturer. Deres båndstrukturer er vist i nedenstående figur.
I metaller kommer ledningsbåndet og valensbåndet meget tættere på hinanden og kan endda overlappe hinanden med Fermi-energien （Eｆ） et eller andet sted indeni. Dette betyder, at metallet altid har elektroner, der kan bevæge sig frit, og så altid kan bære strøm. Sådanne elektroner er kendt som frie elektroner. Disse frie elektroner er ansvarlige for strøm, der strømmer gennem et metal.
I halvledere og isolatorer er valancebåndet og ledningsbåndet adskilt af et forbudt energigap （F.eks.） Med tilstrækkelig bredde og Fermi-energien Eｆ） er mellem valens- og ledningsbåndet. For at komme til ledningsbåndet skal elektronen få nok energi til at springe båndgabet. Når dette er gjort, kan det lede.
I halvledere ved stuetemperatur er båndgabet mindre, der er nok termisk energi til at tillade elektroner at hoppe mellemrummet ret let og foretage overgange i ledningsbånd, givet halvleder begrænset ledningsevne. Ved lav temperatur har ingen elektron tilstrækkelig energi til at optage ledningsbåndet, og der er således ingen ladningsbevægelser mulig. Ved absolut nul er halvledere perfekte isolatorer.Densiteten af elektroner i ledningsbånd ved stuetemperatur er ikke så høj som i metaller, og kan derfor ikke lede strøm så god som metal. Halvlederens elektriske ledningsevne er ikke så høj som metal, men heller ikke så dårlig som elektrisk isolator. Derfor kaldes denne type materiale halvleder – betyder halvleder.
Båndgabet for isolatorer er stort, så meget få elektroner kan springe mellemrummet. Derfor strømmer ikke strøm let i isolatorer. Forskellen mellem isolatorer og halvledere er størrelsen på båndgapsenergien. I isolator, hvor det forbudte hul er meget stort, og som et resultat er den energi, som elektronen har brug for til at krydse over til ledningsbåndet, praktisk talt stor nok. Isolatorer leder ikke let elektricitet. Det betyder, at isolatorens elektriske ledningsevne er meget dårlig.
Halvlederkrystal, der anvendes til IC osv., Er enkeltkrystal-silicium med høj renhed på 99,999999999\%, men når der faktisk oprettes et kredsløb, tilsættes urenheder for at kontrollere de elektriske egenskaber . Afhængigt af de tilsatte urenheder bliver de n-type og p-type halvledere.
Pentavalent fosfor (P) eller arsen (As) tilføjes silicium med høj renhed til n-type halvledere.Disse urenheder kaldes donorer. Donorens energiniveau er placeret tæt på ledningsbåndet, dvs. energigabet er lille. Derefter exciteres elektroner på dette energiniveau let til ledningsbåndet og bidrager til ledningsevnen.
På den anden side tilsættes trivalent bor (B) osv. Til halvleder af p-typen. Dette kaldes en acceptor. Acceptorens energiniveau er tæt på valensbåndet. Da der ikke er nogen elektroner her, er elektroner i valensbåndet begejstrede her. Som et resultat dannes der huller i valensbåndet, hvilket bidrager til ledningsevnen.
Akkreditering
© Hitachi High-Tech Corporation 2001, 2021 .