Meilleure réponse
Pour comprendre lingénierie électrique et électronique, il faut un grand acte de foi et doit accepter les relations suivantes. Lingénierie électrique et électronique contient de nombreuses fonctions qui sont prises en charge par les conducteurs par le biais de la statique ou du taux de changement de mouvement de la masse et de la charge des électrons, et il existe dautres fonctions et opérations qui sont prises en charge dans le vide et les isolateurs par le taux de changement de « non électrons « ou courants de déplacement (apparents), masse (apparente) de déplacement et charge (apparente) de déplacement, et parfois à travers limpulsion et » la masse et la charge dun électron « étant projetés et tirés par un pistolet électronique à travers un vide ou un isolant. Lélectron est une merveilleuse petite entité car il a une masse et une charge et bien plus encore lorsquil se déplace vers différentes localités ou oscille dans la même localité, il crée un courant à mesure quil gagne différents niveaux de tension. Associé à un électron en mouvement (courant) il y a un champ magnétique et associé à la tension, il y a un champ électrique. Or, le champ magnétique et le champ électrique nont besoin ni de masse ni délectron chargé pour le supporter, mais on leur parle et leur associons des concepts de «déplacement (apparent) courant» et jajouterais que philosophiquement on peut parler dun «déplacement ( masse apparente) « et une » charge de déplacement (apparente). Tout cela conduirait à des concepts dénergie cinétique et dénergie potentielle, même dans un vide, où il ny a pas de masse réelle. Donc, pour nous appeler ingénieurs électriciens, nous devons comprendre ce qui est courant, tensions, champs magnétiques et électriques, et TAUX DE CHANGEMENT PLUS ÉLEVÉ des courants, tensions, champs magnétiques et électriques dans les CONDUCTEURS ET LES ISOLANTS. Désormais, les conducteurs peuvent avoir des valeurs de résistance variables, une inductance variable, tandis que les isolateurs peuvent avoir une capacité variable si nous associons tous ces composants doivent gérer des CHAMPS ÉLECTROMAGNÉTIQUES. qui proviennent soit des «électrons» dans les conducteurs, soit des «non électrons» dans les isolants. DUTOR est un matériau qui est synthétisé pour fonctionner entre être un conducteur de court-circuit et être un vide isolant parfait, dans le but de supporter le courant, la tension, les champs magnétiques et électriques. Or, comme toute vie humaine ou autre, il faut deux composantes pour créer la vie, mais ici nous ne parlerons pas de VIE, mais nous pouvons parler de RÉACTIONS et d’ACTIVITÉS. Nous savons tous que les différents éléments qui existent dans notre monde ont des effets de surface et des activités qui, lorsquils entrent en contact, ce que disent les autres surfaces des mêmes éléments, ils ne réagissent pas avec chaque partie, mais si DIFFÉRENTS éléments sont mis en contact, comme disons aluminium et cuivre ou fer et eau, alors à la jonction il y a une réaction, comme dans le cas de la rouille, qui est une forme de vie, mais nous ne lappelons pas VIE, nous lappelons une réaction. Il est intéressant de noter quen génie électronique et électrique, nous pouvons créer léquivalent de ce qui est Mâle et Femelle à partir dun matériau neutre en le dopant avec différents niveaux délectrons ou puis-je dire des trous! Avec l’aluminium et le cuivre, il y a un effet électrique à la jonction où les électrons sautent en hauteur d’une surface à l’autre, provoquant une certaine asymétrie, car il y a toujours divers «types de asymétries» quand il y a une jonction. Ces asymétries, lorsque deux éléments se rencontrent, peuvent se présenter sous forme de redressement lorsquune tension est appliquée à la jonction et si la jonction reçoit une énergie externe sous forme de lumière et de chaleur ou même une force mécanique comme dans un cristal, la jonction peut créer de lélectricité. . Le problème le plus important ici est que nous avons besoin de matériaux qui peuvent être utilisés seuls à un niveau de conductivité différent ou à différentes caractéristiques dun isolant. Parfois, nous avons besoin dune jonction de matériaux différents et nous devons donc fabriquer différents MATÉRIAUX SEMI-CONDUCTEURS que nous pouvons appeler des matériaux de type N (électrons excessifs) et de type P (trous excessifs), mais même ceux-ci peuvent être fabriqués à différents niveaux ou résolutions de types N et les types P. Deux matériaux semi-conducteurs de type N dopés à différents niveaux et placés en contact réagiront également « électroniquement Parfois, nous utilisons la dissymétrie de la jonction N et P, faite de différents matériaux semi-conducteurs pour faire une diode et parfois nous utilisons une jonction faite de différents semi-conducteurs matériau pour TIRER les électrons loin de la jonction comme ils le faisaient dans les vieilles vannes (tubes) de la cathode à lanode dans le CRT ou les téléviseurs, ils utilisent pour projeter des électrons dans le vide et les tirer avec la tension positive à lanode . Dans les porte-avions, ils tirent des avions à réaction de 10 tonnes avec des catapultes à vapeur et en génie électrique, nous pouvons tirer des électrons à partir dune jonction faite dun matériau semi-conducteur différent comme source de canon, si nous fabriquons des matériaux minces.Mais nous devons les attraper et comme nous ne pouvons pas avoir de vide dans les transistors, comme nous le faisions autrefois dans les vannes, tout cela parce que tous les transistors sont « froids » et quils ne tirent pas ou ne sévaporent pas délectrons en raison de la cathode chauffée mais en raison dautres «caractéristiques électroniques» inhérentes à la jonction en différents matériaux semi-conducteurs. Dans un transistor, la jonction émetteur-base utilise la dissymétrie dune jonction NP pour tirer des électrons tandis que la jonction base-collecteur les attrape, mais cette dernière, elle doit remplacer le vide qui était utilisé dans une vanne si nous avons besoin dun amplificateur . Ainsi, alors que la jonction émetteur-base utilise la asymétrie directe de deux matériaux semi-conducteurs différents pour obtenir un court-circuit ou une résistance aussi faible que possible, tandis que la jonction base-collecteur utilise la asymétrie inverse du matériau NP pour obtenir un circuit ouvert ou comme proche car nous pouvons arriver à un vide. Il est denviron 100 000 ohms pour les transistors en silicium et beaucoup plus bas pour les anciens semi-conducteurs au germanium. Alors reprenons ce que nous avons dit. * Un court-circuit et un circuit ouvert sont très utiles en génie électrique. * Un court-circuit peut être enroulé à proximité pour produire une inductance, tandis quun circuit ouvert peut être limité pour produire un condensateur, tandis quun semi-conducteur isolé peut être utilisé pour produire une résistance de nimporte quelle valeur. * Utilisé en paires comme dans la surface dune jonction, où chaque partie a un niveau différent de semi-conductivité, alors la dissymétrie résultante de la jonction peut produire une diode, qui a une caractéristique de court-circuit dans une direction et un vide ou un isolant dans lautre sens. * En utilisant deux jonctions semi-conductrices dos à dos, on peut faire en sorte que deux semi-conducteurs dopés différents dans une jonction agissent comme un court-circuit et tirent des électrons loin de la jonction lorsquune partie de la jonction est rendue très mince et quil faut une deuxième jonction agir comme un vide ou un bon isolant pour attraper ou collecter les électrons (ou les trous) sinon on nobtient pas daction damplification. Eh bien, cette dernière situation consistant à placer divers niveaux de semi-conducteurs dopés ensemble, elle peut être considérée comme une jonction générant un courant à travers un court-circuit en utilisant une source de courant dentrée, puis en tirant le courant de conduction résultant à travers un isolant de sorte que le courant ressemble comme sil sortait dune haute résistance avec un aspirateur au niveau du collecteur pour attirer le tir de courant de la jonction de la base de lémetteur! Ce sont les bases de lamplification. On ne peut tout simplement pas attraper des électrons dans un deuxième court-circuit après avoir été générés à partir dun court-circuit primaire car il ny aura pas de changement dimpédance dans le flux de courant. Fondamentalement, cest le principe de tous les amplificateurs, un appareil qui change limpédance au flux de courant. (il existe une version de tension en tant que FET affectant le champ électrique dans le dispositif à semi-conducteur) Eh bien, si nous avons une jonction utilisant deux éléments semi-conducteurs de différentes résolutions dopées pour créer un électron de conduction, nous pouvons établir des fonctions qui peuvent laisser les électrons derrière et lancer un champ électromagnétique pour produire des signaux lumineux ou radio ou rayons X dans un isolant, comme dans les ondes radio. Je suppose que nous pourrions dire que cest ce que fait une LED, mais il y a des diodes Gunn qui le font de manière connexe, tout dépend du dopage des semi-conducteurs utilisés. Notez quune résistance chauffée au rouge ou un élément chauffant peut être considéré comme fonctionnant comme une antenne et, par conséquent, il y a des moments où lon ne peut pas considérer une résistance ou un semi-conducteur comme étant «avec perte», car ce qui est contenu sous forme de chaleur ou dénergie électromagnétique pourrait être très utile à un ingénieur. À ce stade, nous avons créé des fonctions de champ magnétique et électrique qui se sont disséquées ou rayonnées ou se sont projetées du semi-conducteur et lancées dans lespace libre ou le vide, qui est un isolant parfait où il faut oublier la partie « conductrice » des « semi-conducteurs » et nous devons apprendre à gérer les «électrons de déplacement ou courant», «masse de déplacement (apparente)» et «charges de déplacement (apparentes)». Eh bien, je suppose que nous ferions mieux de laisser le flux des champs magnétiques et électriques dans les isolateurs et lespace pour une autre fois, car le processus de conduction peut être traité dune autre manière ………. où nous devons jouer et comprendre limportance dun TAUX PLUS ÉLEVÉ DE CHANGEMENTS DE COURANTS DE CONDUCTION, DE TENSIONS, DE CHAMPS MAGNÉTIQUES ET ÉLECTRIQUES et DE COURANTS DE DÉPLACEMENT (apparents). Les conditions statiques ne sont pas si utiles dans un espace illimité ou dans le vide. Peut-être que les conditions statiques sont utiles dans lespace, ou dans un autre espace isolant sil est limité par une dissymétrie délectrons flottant à proximité sur un nuage ou isolé sur des îles flottantes de cuivre ou dautres métaux comme les planètes dans lespace produisant de la gravité dans lespace ou un isolant entre elles .
Réponse
«Propriétés des semi-conducteurs ».
« Les propriétés supplémentaires importantes des semi-conducteurs qui les rendent uniques : –
Les semi-conducteurs possèdent des propriétés électriques spécifiques. Une substance qui conduit lélectricité est appelée un conducteur, et une substance qui ne conduit pas lélectricité est appelée un isolant. Les Les semi-conducteurs sont des substances dont les propriétés se situent entre elles. Les propriétés électriques peuvent être indiquées par la résistivité. Les conducteurs tels que lor, largent et le cuivre ont une faible résistance et conduisent facilement lélectricité. Les isolants tels que le caoutchouc, le verre et la céramique ont une résistance élevée et sont difficiles à traverser pour lélectricité. Les Les semi-conducteurs ont des propriétés quelque part entre ces deux. Leur résistivité peut changer en fonction de la température par exemple. À basse température, presque aucune électricité ne les traverse. Mais lorsque la température monte, lélectricité les traverse facilement. Les Semi-conducteurs ne contenant pratiquement aucune impureté ne conduisent presque pas délectricité. Mais lorsque certains éléments sont ajoutés aux semi-conducteurs , lélectricité les traverse facilement. Les semi-conducteurs comprenant un seul élément sont appelés semi-conducteurs élémentaires, y compris les fameux matériau semi-conducteur Silicium. En revanche, les semi-conducteurs constitués de deux ou plusieurs composés sont appelés semi-conducteurs composés, et sont utilisés dans les lasers semi-conducteurs , diodes électroluminescentes , etc.
Bande dénergie
Un atome se compose dun noyau et délectrons en orbite autour du noyau. Les électrons ne peuvent graviter autour du noyau à aucune distance dans lespace atomique entourant le noyau, mais seules certaines orbites très spécifiques sont autorisées et nexistent quà des niveaux discrets spécifiques. Ces énergies sont appelées niveaux dénergie. Un grand nombre datomes se rassemblent pour former un cristal et interagissent dans un matériau solide, puis les niveaux dénergie sont devenus si étroitement espacés quils forment des bandes. Cest la bande dénergie. Les métaux, semi-conducteurs et isolants se distinguent les uns des autres par leurs structures de bande. Leurs structures de bande sont illustrées dans la figure ci-dessous.
Dans les métaux, la bande de conduction et la bande de valence se rapprochent beaucoup et peuvent même se chevaucher, avec lénergie de Fermi （Eｆ） quelque part à lintérieur. Cela signifie que le métal a toujours des électrons qui peuvent se déplacer librement et peuvent donc toujours transporter du courant. Ces électrons sont appelés électrons libres. Ces électrons libres sont responsables du courant qui traverse un métal.
Dans les semi-conducteurs et les isolants, la bande de valance et la bande de conduction sont séparées par un écart dénergie interdit （Par exemple） de largeur suffisante, et lénergie de Fermi （ Eｆ） est entre la bande de valence et de conduction. Pour atteindre la bande de conduction, lélectron doit gagner suffisamment dénergie pour sauter la bande interdite. Une fois cela fait, il peut conduire.
Dans les semi-conducteurs à température ambiante, la bande interdite est plus petite, il y a suffisamment dénergie thermique pour permettre aux électrons de sauter assez facilement le gap et deffectuer les transitions en bande de conduction, étant donné la conductivité limitée du semi-conducteur. A basse température, aucun électron ne possède une énergie suffisante pour occuper la bande de conduction et donc aucun mouvement de charge nest possible. Au zéro absolu, les semi-conducteurs sont de parfaits isolants.La densité des électrons dans la bande de conduction à température ambiante nest pas aussi élevée que dans les métaux, ne peut donc pas conduire un courant aussi bon que le métal. La conductivité électrique du semi-conducteur nest pas aussi élevée que le métal mais également pas aussi mauvaise que lisolant électrique. Cest pourquoi, ce type de matériau est appelé semi-conducteur – signifie demi-conducteur.
La bande interdite pour les isolateurs est grande, donc très peu délectrons peuvent sauter lécart. Par conséquent, le courant ne circule pas facilement dans les isolateurs. La différence entre les isolants et les semi-conducteurs est la taille de lénergie de la bande interdite. Dans un isolant où lintervalle interdit est très grand et, par conséquent, lénergie requise par lélectron pour traverser la bande de conduction est pratiquement suffisante. Les isolateurs ne conduisent pas facilement lélectricité. Cela signifie que la conductivité électrique de lisolant est très mauvaise.
Le cristal semi-conducteur utilisé pour les circuits intégrés, etc. est du silicium monocristallin de haute pureté de 99,999999999\%, mais lors de la réalisation dun circuit, des impuretés sont ajoutées pour contrôler les propriétés électriques . En fonction des impuretés ajoutées, ils deviennent des semi-conducteurs de type n et de type p.
Phosphore pentavalent (P) ou arsenic (As) sont ajoutés au silicium de haute pureté pour les semi-conducteurs de type n.Ces impuretés sont appelées donneurs. Le niveau dénergie du donneur est situé près de la bande de conduction, cest-à-dire que lécart dénergie est petit. Ensuite, les électrons à ce niveau dénergie sont facilement excités dans la bande de conduction et contribuent à la conductivité.
Dautre part, le bore trivalent (B) etc. est ajouté au semi-conducteur de type p. Cest ce quon appelle un accepteur. Le niveau dénergie de laccepteur est proche de la bande de valence. Puisquil ny a pas délectrons ici, les électrons dans la bande de valence sont excités ici. En conséquence, des trous se forment dans la bande de valence, ce qui contribue à la conductivité.
Accréditation
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