Migliore risposta
Per comprendere lingegneria elettrica ed elettronica è necessario un grande atto di fede e bisogna accettare le seguenti relazioni. Lingegneria elettrica ed elettronica contiene molte funzioni che sono supportate dai conduttori attraverso la statica o la velocità di variazione del movimento della massa e la carica degli elettroni, e ci sono altre funzioni e operazioni che sono supportate nel vuoto e negli isolanti dalla velocità di variazione dei “non elettroni “o correnti di spostamento (apparenti), massa (apparente) di spostamento e carica (apparente) di spostamento, e talvolta attraverso la quantità di moto e” massa e carica di un elettrone “lanciate e sparate da una pistola elettronica attraverso un vuoto o un isolante. Lelettrone è una piccola entità meravigliosa in quanto ha massa e carica e molto di più quando si sposta in località diverse o oscilla nella stessa località crea una corrente mentre guadagna diversi livelli di tensione. Associato ad un elettrone in movimento (corrente) cè un campo magnetico e associato alla Tensione, cè un campo elettrico. Ora, il campo magnetico e il campo elettrico non hanno bisogno di massa né di un elettrone carico per sostenerlo, ma parliamo e associamo ad essi concetti di “corrente di spostamento (apparente)” e aggiungerei che filosoficamente possiamo parlare di “spostamento ( massa apparente) “e una” carica di spostamento (apparente). Tutto ciò porterebbe a concetti di Energia Cinetica ed Energia Potenziale, anche nel Vuoto, dove non cè massa reale. Quindi, per chiamarci Ingegneri Elettrici dobbiamo capire cosè corrente, tensioni, campi magnetici ed elettrici e MAGGIORE VELOCITÀ DI VARIAZIONE di correnti, tensioni, campi magnetici ed elettrici sia nei CONDUTTORI CHE negli ISOLATORI. Ora, i conduttori possono avere valori di resistenza variabili, induttanza variabile, mentre gli isolanti possono avere capacità variabile se associamo loro con ambienti fisici. Tutti questi componenti devono gestire CAMPI ELETTROMAGNETICI. che sono originati da “elettroni” in conduttori o “non elettroni” in isolanti “Quindi fondamentalmente un SEMICON DUTOR è un materiale sintetizzato per operare tra lessere un conduttore di cortocircuito e lessere un perfetto vuoto isolante, allo scopo di supportare la corrente, la tensione, i campi magnetici ed elettrici. Ora, come ogni essere umano o altra vita, uno ha bisogno di due componenti per creare la vita, ma qui non parleremo di VITA, ma potremmo parlare di REAZIONI e ATTIVITÀ. Sappiamo tutti che i diversi elementi che esistono nel nostro mondo hanno effetti e attività di superficie, che quando entrano in contatto con quali altre superfici dicono degli stessi elementi non reagiscono con ciascuna parte, ma se elementi DIVERSI vengono messi in contatto, come diciamo alluminio e rame o ferro e acqua, allora allincrocio cè una reazione, come nel caso della RUGGINE, che è una forma di vita, ma non la chiamiamo VITA, la chiamiamo reazione. È interessante che nellingegneria elettronica ed elettrica possiamo creare lequivalente di ciò che è maschio e femmina da un materiale neutro drogandolo con diversi livelli di elettroni o potrei dire buchi! Con lalluminio e il rame si verifica un effetto elettrico alla giunzione in cui gli elettroni salteranno in alto da una superficie allaltra causando una certa asimmetria, poiché ci sono sempre vari “tipi di asimmetrie” quando cè una giunzione. Questa asimmetria, quando due elementi si incontrano, può essere sotto forma di rettifica quando viene applicata una tensione alla giunzione e se alla giunzione viene fornita energia esterna come luce e calore o anche una forza meccanica come in un cristallo, la giunzione può creare elettricità . La questione più importante qui è che abbiamo bisogno di materiali che possono essere utilizzati da soli a un diverso livello di conduttività o diverse caratteristiche di un isolante. A volte abbiamo bisogno di una giunzione di materiale diverso e quindi abbiamo bisogno di creare MATERIALE SEMICONDUTTORE diverso che potremmo chiamare materiale di tipo N (elettroni eccessivi) e materiale di tipo P (fori eccessivi), ma anche questi possono essere realizzati a diversi livelli o risoluzioni di tipi N e tipi P. Due materiali semiconduttori di tipo N drogati a diversi livelli e posti in contatto reagiranno anche “ elettronicamente . A volte usiamo lasimmetria della giunzione N e P, fatta di diversi materiali semiconduttori per creare un diodo e talvolta usiamo una giunzione fatta di semiconduttore diverso materiale per SPARARE gli elettroni lontano dalla giunzione come facevano nelle vecchie valvole (tubi) dal catodo allanodo nel CRT o nei televisori, che usano per sparare gli elettroni nel vuoto e tirarli con la tensione positiva allanodo . Nelle portaerei sparano aerei a reazione da 10 tonnellate con catapulte a vapore e nellingegneria elettrica possiamo sparare elettroni da una giunzione fatta di materiale semiconduttore diverso come la fonte del cannone, se produciamo materiali sottili.Ma dobbiamo catturarli e poiché non possiamo avere il vuoto nei transistor, come avevamo nelle valvole, tutto a causa del fatto che tutti i transistor sono “freddi” e non sparano o “evaporano” elettroni a causa del catodo riscaldato, ma a causa di altre “caratteristiche elettroniche” inerenti alla giunzione realizzata con diversi materiali semiconduttori. In un transistor, la giunzione emettitore-base utilizza lasimmetria di una giunzione NP per sparare elettroni mentre la giunzione base-collettore li cattura, ma questultima, deve sostituire il vuoto che è stato utilizzato in una valvola se abbiamo bisogno di un amplificatore . Quindi, mentre la giunzione emettitore-base utilizza lasimmetria diretta di due diversi materiali semiconduttori per ottenere un cortocircuito o la minore resistenza praticamente possibile, mentre la giunzione base-collettore utilizza lasimmetria inversa del materiale NP per ottenere un circuito aperto o come chiudere come possiamo arrivare a un vuoto. È di circa 100.000 ohm per i transistor al silicio e molto più basso per i vecchi semiconduttori al germanio. Quindi riprendiamo quello che abbiamo detto. * Un cortocircuito e un circuito aperto sono molto utili nellingegneria elettrica. * Un cortocircuito può essere avvolto in stretta prossimità per produrre un induttore, mentre un circuito aperto può essere limitato per produrre un condensatore, mentre un semiconduttore solitario può essere utilizzato per produrre un resistore di qualsiasi valore. * Usato in coppia come nella superficie di una giunzione, dove ogni parte ha un diverso livello di semiconduttività, quindi la risultante asimmetria della giunzione può produrre un diodo, che ha una caratteristica di un cortocircuito in una direzione e un vuoto o un isolante nellaltra direzione. * Utilizzando due giunzioni semiconduttrici schiena contro schiena, è possibile predisporre due diversi semiconduttori drogati in una giunzione per agire come un cortocircuito e per sparare elettroni lontano dalla giunzione quando una parte della giunzione è molto sottile e si necessita di una seconda giunzione agire come un vuoto o un buon isolante per catturare o raccogliere gli elettroni (o le lacune) altrimenti non si ottiene unazione dellamplificatore. Ebbene, lultima situazione di mettere insieme vari livelli di semiconduttori drogati, può essere considerata come una giunzione che genera una corrente attraverso un cortocircuito usando una sorgente di corrente di ingresso, e quindi spara la corrente di conduzione risultante attraverso un isolante in modo che la corrente sembri come se stesse emergendo da unalta resistenza con un aspirapolvere al collettore per attirare lo sparo di corrente dalla giunzione base emettitore! Queste sono le basi dellamplificazione. Non è possibile catturare gli elettroni in un secondo cortocircuito dopo averli generati da un cortocircuito primario poiché non ci sarà un cambiamento di impedenza al flusso di corrente. Fondamentalmente questo è il principio di tutti gli amplificatori, un dispositivo che cambia limpedenza al flusso di corrente. (esiste una versione in tensione come FET che influenza il campo elettrico nel dispositivo a semiconduttore) Bene, se abbiamo una giunzione che utilizza due elementi semiconduttori di diverse risoluzioni drogate per creare un elettrone di conduzione, possiamo stabilire funzioni che possono lasciare dietro gli elettroni e lanciare un campo elettromagnetico per produrre, luce o segnali radio o raggi X in un isolante, come in onde radio. Suppongo che si possa dire che questo è ciò che fa un LED, ma ci sono diodi Gunn che lo fanno in modo correlato, tutto a seconda del drogaggio dei semiconduttori utilizzati. Si noti che un resistore o un riscaldatore rovente può essere considerato come funzionante come unantenna e quindi ci sono momenti in cui non si può considerare un resistore o un semiconduttore “con perdita”, poiché ciò che è contenuto come calore o energia elettromagnetica potrebbe essere molto utile a un ingegnere. In questa fase abbiamo creato funzioni di campo magnetico ed elettrico che si sono sezionate o irradiate o proiettate dal semiconduttore e lanciate nello spazio libero o nel vuoto, che è un isolante perfetto dove dobbiamo dimenticare la parte “conduttiva” nei “semiconduttori” e dobbiamo imparare a trattare con “elettroni di spostamento o corrente”, “massa (apparente) di spostamento” e “cariche di spostamento (apparente)”. Bene, immagino che sia meglio lasciare il flusso di campi magnetici ed elettrici negli isolanti e nello spazio per un altro momento, poiché il processo di conduzione può essere trattato in un altro modo ………. dove dobbiamo giocare e capire limportanza di UN MAGGIORE TASSO DI VARIAZIONE DI CORRENTI DI CONDUZIONE, TENSIONI, CAMPI MAGNETICI ED ELETTRICI e CORRENTI DI SPOSTAMENTO (apparenti). Le condizioni statiche non sono così utili in uno spazio illimitato o in un vuoto. Forse le condizioni statiche sono utili nello spazio, o altro spazio isolante se è delimitato da unasimmetria di elettroni che fluttuano nelle vicinanze su una nuvola o isolati su isole galleggianti di rame o altri metalli come i pianeti nello spazio che producono gravità nello spazio o isolante tra di loro .
Risposta
“Proprietà dei semiconduttori “.
“ Le importanti proprietà aggiuntive dei semiconduttori che li rendono unici : –
I semiconduttori possiedono proprietà elettriche specifiche. Una sostanza che conduce elettricità è chiamata conduttore e una sostanza che non conduce elettricità è chiamata isolante. I semiconduttori sono sostanze con proprietà tra di loro. Le proprietà elettriche possono essere indicate dalla resistività. Conduttori come oro, argento e rame hanno una bassa resistenza e conducono facilmente lelettricità. Gli isolanti come gomma, vetro e ceramica hanno unelevata resistenza e sono difficili da attraversare per lelettricità. I semiconduttori hanno proprietà tra queste due. La loro resistività potrebbe cambiare, ad esempio, in base alla temperatura. A bassa temperatura, quasi nessuna elettricità passa attraverso di loro. Ma quando la temperatura aumenta, lelettricità li attraversa facilmente. I semiconduttori che non contengono quasi nessuna impurità conducono quasi nessuna elettricità. Ma quando alcuni elementi vengono aggiunti ai semiconduttori , lelettricità li attraversa facilmente. I semiconduttori che comprendono un singolo elemento sono chiamati semiconduttori elementari, inclusi i famosi semiconduttore materiale Silicio. Daltra parte, i semiconduttori costituiti da due o più composti sono chiamati semiconduttori , e vengono utilizzati nei laser semiconduttori , diodi emettitori di luce e così via
Banda energetica
Un atomo è costituito di un nucleo ed elettroni in orbita attorno al nucleo. Gli elettroni non possono orbitare attorno al nucleo a nessuna distanza nello spazio atomico che circonda il nucleo, ma sono consentite solo orbite certe e molto specifiche, ed esistono solo in livelli discreti specifici. Queste energie sono chiamate livelli di energia. Un gran numero di atomi si riuniscono per formare un cristallo e interagisce in un materiale solido, quindi i livelli di energia sono diventati così ravvicinati da formare bande. Questa è la fascia energetica. Metalli, semiconduttori e isolanti si distinguono gli uni dagli altri per le loro strutture a bande. Le loro strutture a bande sono mostrate nella figura sottostante.
Nei metalli, la banda di conduzione e la banda di valenza si avvicinano molto a lun laltro e possono anche sovrapporsi, con lenergia di Fermi （Eｆ） da qualche parte allinterno. Ciò significa che il metallo ha sempre elettroni che possono muoversi liberamente e quindi possono sempre trasportare corrente. Tali elettroni sono noti come elettroni liberi. Questi elettroni liberi sono responsabili della corrente che scorre attraverso un metallo.
Nei semiconduttori e negli isolanti, la banda di valance e la banda di conduzione sono separate da un gap energetico proibito （Ad esempio） di larghezza sufficiente, e lenergia di Fermi （ Eｆ） è tra la banda di valenza e la banda di conduzione. Per arrivare alla banda di conduzione, lelettrone deve guadagnare abbastanza energia per saltare il gap di banda. Una volta fatto, può condurre.
Nei semiconduttori a temperatura ambiente, il band gap è minore, cè abbastanza energia termica per consentire agli elettroni di saltare il gap abbastanza facilmente e fare le transizioni in banda di conduzione, data la conduttività limitata del semiconduttore. A bassa temperatura, nessun elettrone possiede energia sufficiente per occupare la banda di conduzione e quindi non è possibile alcun movimento di carica. Allo zero assoluto, i semiconduttori sono isolanti perfetti, la densità degli elettroni nella banda di conduzione a temperatura ambiente non è così alta come nei metalli, quindi non può condurre la corrente buona quanto il metallo. La conduttività elettrica del semiconduttore non è così alta come il metallo, ma non è nemmeno scarsa come lisolante elettrico. Questo è il motivo per cui questo tipo di materiale è chiamato semiconduttore, significa mezzo conduttore.
Il gap di banda per gli isolanti è grande, quindi pochissimi elettroni possono colmare il divario. Pertanto, la corrente non scorre facilmente negli isolanti. La differenza tra isolanti e semiconduttori è la dimensione dellenergia del band gap. Negli isolanti dove lo spazio proibito è molto ampio e di conseguenza lenergia richiesta dallelettrone per attraversare la banda di conduzione è praticamente abbastanza grande. Gli isolanti non conducono facilmente lelettricità. Ciò significa che la conduttività elettrica dellisolante è molto scarsa.
Il cristallo semiconduttore utilizzato per IC ecc. È un silicio monocristallino ad alta purezza del 99,999999999\%, ma quando si crea effettivamente un circuito, vengono aggiunte impurità per controllare le proprietà elettriche . A seconda delle impurità aggiunte, diventano semiconduttori di tipo n e tipo p.
Fosforo pentavalente (P) o arsenico (As) vengono aggiunti al silicio ad elevata purezza per semiconduttori di tipo n.Queste impurità sono chiamate donatori. Il livello di energia del donatore si trova vicino alla banda di conduzione, ovvero il divario energetico è piccolo. Quindi, gli elettroni a questo livello di energia sono facilmente eccitati alla banda di conduzione e contribuiscono alla conduttività.
Daltra parte, il boro trivalente (B) ecc. Viene aggiunto al semiconduttore di tipo p. Questo è chiamato un accettore. Il livello di energia dellaccettore è vicino alla banda di valenza. Poiché qui non ci sono elettroni, gli elettroni nella banda di valenza sono eccitati qui. Di conseguenza, si formano dei buchi nella banda di valenza, che contribuisce alla conduttività.
Accreditamento
© Hitachi High-Tech Corporation 2001, 2021 “.