Beste antwoord
Om elektrotechniek en elektronica te begrijpen is een grote sprong in het diepe nodig en moet je de volgende relaties aanvaarden. Elektrische en elektronische engineering bevat veel functies die worden ondersteund door geleiders door statische of bewegingssnelheid van de massa en lading van elektronen, en er zijn andere functies en bewerkingen die worden ondersteund in vacuüm en isolatoren door de snelheid van verandering van niet-elektronen “of verplaatsing (schijnbare) stromen, verplaatsing (schijnbare) massa en verplaatsing (schijnbare) lading, en soms door het momentum en” massa en lading van een elektron “dat wordt geworpen en afgevuurd door een elektronisch kanon door een vacuüm of een isolator. Het elektron is een prachtige kleine entiteit omdat het massa en lading heeft en nog veel meer wanneer het naar verschillende plaatsen beweegt of op dezelfde plaats oscilleert, het een stroom creëert omdat het verschillende spanningsniveaus krijgt. In verband met een bewegend elektron (stroom) is er een magnetisch veld en in verband met de spanning is er een elektrisch veld. Nu, het magnetische veld en het elektrische veld hebben geen massa of een geladen elektron nodig om het te ondersteunen, maar we spreken en associëren met hen concepten van verplaatsing (schijnbare) stroom en ik zou eraan willen toevoegen dat we filosofisch kunnen spreken van een verplaatsing ( schijnbare massa) en een verplaatsing (schijnbare) lading. Dit alles zou leiden tot concepten van kinetische energie en potentiële energie, zelfs in een vacuüm, waar geen echte massa is. Dus om onszelf Electrical Engineers te noemen, moeten we begrijpen wat stroom, spanningen, magnetische en elektrische velden, en HOGER SNELHEID VAN VERANDERINGEN van stromen, spanningen, magnetische en elektrische velden in zowel GELEIDERS EN ISOLATOREN. Nu kunnen geleiders variabele weerstandswaarden hebben, variabele inductie, terwijl isolatoren een variabele capaciteit kunnen hebben als we associëren ze met fysieke omgevingen. Al deze componenten moeten omgaan met ELEKTROMAGNETISCHE VELDEN. die afkomstig zijn van ‘elektronen’ in geleiders of ‘niet-elektronen’ in isolatoren. Dus eigenlijk een SEMICON DUTOR is een materiaal dat is gesynthetiseerd om te functioneren tussen een kortsluitgeleider en een perfect isolerend vacuüm, met als doel de stroom, spanning, magnetische en elektrische velden te ondersteunen. Nu, zoals elk menselijk of ander leven, heeft men twee componenten nodig om leven te creëren, maar hier zullen we niet praten over LEVEN, maar we kunnen praten over REACTIES en ACTIVITEITEN. We weten allemaal dat de verschillende elementen die in onze wereld bestaan, oppervlakte-effecten en activiteiten hebben, die wanneer ze in contact komen, wat andere oppervlakken zeggen van dezelfde elementen, ze niet reageren met elk onderdeel, maar als VERSCHILLENDE elementen in contact worden gebracht, zoals zeg maar aluminium en koper of ijzer en water, dan is er op de kruising een reactie, zoals in het geval van ROEST, dat een vorm van leven is, maar we noemen het geen LEVEN, we noemen het een reactie. Het is interessant dat we in de elektronische en elektrotechniek het equivalent kunnen creëren van wat mannelijk en vrouwelijk is van een neutraal materiaal door het te doteren met verschillende niveaus van elektronen of mag ik zeggen gaten! Bij aluminium en koper is er een elektrisch effect op de kruising waar elektronen hoogspringen van het ene oppervlak naar het andere, wat enige asymmetrie veroorzaakt, aangezien er altijd verschillende ‘soorten asymmetrieën’ zijn wanneer er één knooppunt is. Deze asymmetrie, wanneer twee elementen elkaar ontmoeten, kan de vorm hebben van rectificatie wanneer een spanning wordt aangelegd op de junctie en als de junctie externe energie krijgt als licht en warmte of zelfs een mechanische kracht zoals in kristallen, kan de junctie elektriciteit opwekken. . De belangrijkste kwestie hier is dat we materialen nodig hebben die op zichzelf kunnen worden gebruikt op een ander geleidingsniveau of verschillende kenmerken van een isolator. Soms hebben we een verbinding van ander materiaal nodig en daarom moeten we ander HALFGELEIDERMATERIAAL maken dat we N-type (overmatige elektronen) en P-type (overmatige gaten) materiaal kunnen noemen, maar zelfs deze kunnen op verschillende niveaus of resoluties van N-typen worden gemaakt en P-typen. Twee N-type halfgeleidermaterialen gedoteerd op verschillende niveaus en in contact gebracht zullen ook elektronisch reageren Soms gebruiken we de asymmetrie van de N- en P-junctie, gemaakt van verschillende halfgeleidermaterialen om een diode te maken en soms gebruiken we een junctie gemaakt van verschillende halfgeleiders materiaal om elektronen weg te SCHIETEN van de kruising zoals ze vroeger deden in oude kleppen (buizen) van de kathode naar de anode in de CRT of televisietoestellen, ze gebruiken om elektronen in een vacuüm te schieten en ze met de positieve spanning aan de anode te trekken . In vliegdekschepen schieten ze 10 ton straalvliegtuigen af met stoomkatapulten en in elektrotechniek kunnen we elektronen afschieten vanaf een junctie gemaakt van ander halfgeleidermateriaal als kanonbron, als we dunne materialen maken.Maar we moeten ze opvangen en omdat we geen vacuüm kunnen hebben in transistors, zoals we vroeger hadden in kleppen, allemaal vanwege het feit dat alle transistors koud zijn en ze geen elektronen afschieten of verdampen vanwege de verhitte kathode, maar vanwege andere elektronische kenmerken die inherent zijn aan de junctie gemaakt van verschillende halfgeleidermaterialen. In een transistor gebruikt de emitter-basisovergang de asymmetrie van een NP-overgang om elektronen af te schieten terwijl de basis-collectorovergang ze opvangt, maar de laatste moet het vacuüm vervangen dat in een klep werd gebruikt als we een versterker nodig hebben. . Dus terwijl de emitter-basisovergang de voorwaartse asymmetrie van twee verschillende halfgeleidermaterialen gebruikt om een kortsluiting of een zo laag mogelijke weerstand te verkrijgen als praktisch mogelijk is, terwijl de basis-collectorovergang de omgekeerde asymmetrie van het NP-materiaal gebruikt om een open circuit te verkrijgen of als dichtbij als we tot een vacuüm kunnen komen. Het is ongeveer 100.000 ohm voor siliciumtransistors en veel lager voor de oude germaniumhalfgeleiders. Dus laten we hervatten wat we zeiden. * Een kortsluiting en een open circuit zijn erg handig in elektrotechniek. * Een kortsluiting kan in de onmiddellijke nabijheid worden opgewonden om een inductor te produceren, terwijl een open circuit kan worden begrensd om een condensator te produceren, terwijl een losse halfgeleider kan worden gebruikt om een weerstand van elke waarde te produceren. * Gebruikt in paren zoals in het oppervlak van een junctie, waar elk onderdeel een ander niveau van halfgeleiding heeft, dan kan de resulterende asymmetrie van de junctie een diode produceren, die een kenmerk heeft van een kortsluiting in één richting en een vacuüm of een isolator in de andere richting. * Door twee halfgeleiderovergangen rug aan rug te gebruiken, kan men ervoor zorgen dat twee verschillende gedoteerde halfgeleiders in één junctie werken als kortsluiting en elektronen wegschieten van de junctie wanneer een deel van de junctie erg dun is gemaakt en men een tweede junctie nodig heeft om als een vacuüm of een goede isolator te werken om de elektronen (of de gaten) op te vangen of te verzamelen, omdat je anders geen versterkeractie krijgt. Welnu, de laatste situatie waarbij verschillende niveaus van gedoteerde halfgeleiders bij elkaar worden geplaatst, kan worden beschouwd als één knooppunt dat een stroom genereert door een kortsluiting met behulp van een ingangsstroombron en vervolgens de resulterende geleidingsstroom door een isolator schiet zodat de stroom eruit ziet alsof het naar buiten komt, vorm een hoge weerstand met een stofzuiger bij de collector om het huidige schot van de emitterbasisovergang aan te trekken! Dat is de basis van versterking. Je kunt elektronen gewoon niet vangen in een tweede kortsluiting nadat je ze hebt gegenereerd door een primaire kortsluiting, omdat er geen verandering in de impedantie van de stroom zal zijn. Dat is eigenlijk het principe van alle versterkers, een apparaat dat de impedantie verandert in de stroom. (er is een spanningsversie als een FET die het elektrische veld in het halfgeleiderapparaat beïnvloedt) Welnu, als we één junctie hebben die twee halfgeleiderelementen met verschillende gedoteerde resoluties gebruikt om een geleidingselektron te creëren, kunnen we functies vaststellen die de elektronen kunnen achterlaten en een elektromagnetisch veld lanceren om licht- of radio- of röntgensignalen te produceren in een isolator, zoals in radiogolven. Ik veronderstel dat we zouden kunnen zeggen dat dit is wat een LED doet, maar er zijn Gunn-diodes die het op een verwante manier doen, allemaal afhankelijk van de doping van de gebruikte halfgeleiders. Merk op dat een roodgloeiende weerstand of verwarmer kan worden beschouwd als werkend als een antenne en daarom zijn er momenten waarop men een weerstand of een halfgeleider niet als ‘verliesgevend’ kan beschouwen, omdat wat erin zit als warmte of elektromagnetische energie nuttig voor een ingenieur. In dit stadium hebben we magnetische en elektrische veldfuncties gecreëerd die zichzelf uit de halfgeleider hebben ontleed of uitgestraald of geprojecteerd en in de vrije ruimte of vacuüm zijn gelanceerd, wat een perfecte isolator is waar we het geleidende deel in halfgeleiders moeten vergeten en we moeten leren omgaan met “verplaatsing elektronen of stroom”, “verplaatsing (schijnbare) massa” en “verplaatsing (schijnbare) ladingen”. Welnu, ik denk dat we de stroom van magnetische en elektrische velden in isolatoren en ruimte beter voor een andere keer kunnen laten, omdat het geleidingsproces op een andere manier kan worden behandeld … waar we moeten spelen en begrijpen het belang van een HOGER TARIEF VAN WIJZIGINGEN IN GELEIDINGSSTROMEN, SPANNINGEN, MAGNETISCHE EN ELEKTRISCHE VELDEN en VERPLAATSING (schijnbare) STROMEN. Statische omstandigheden zijn niet zo handig in een onbegrensde ruimte of een vacuüm. Misschien zijn statische omstandigheden nuttig in de ruimte of een andere isolatieruimte als deze wordt begrensd door een asymmetrie van elektronen die in de buurt op een wolk drijven of geïsoleerd op drijvende eilanden van koper of andere metalen, aangezien de planeten in de ruimte zwaartekracht produceren in de ruimte of de isolator ertussen .
Antwoord
“Eigenschappen van halfgeleiders “.
“ De belangrijke aanvullende eigenschappen van halfgeleiders die ze uniek maken : –
Halfgeleiders hebben specifieke elektrische eigenschappen. Een stof die elektriciteit geleidt, wordt een geleider genoemd en een stof die geen elektriciteit geleidt, wordt een isolator genoemd. Halfgeleiders zijn stoffen met eigenschappen ergens tussenin. Elektrische eigenschappen kunnen worden aangegeven door soortelijke weerstand. Geleiders zoals goud, zilver en koper hebben een lage weerstand en geleiden elektriciteit gemakkelijk. Isolatoren zoals rubber, glas en keramiek hebben een hoge weerstand en laten elektriciteit moeilijk door. Halfgeleiders hebben eigenschappen die ergens tussen deze twee in liggen. Hun soortelijke weerstand kan bijvoorbeeld veranderen naargelang de temperatuur. Bij een lage temperatuur komt er bijna geen elektriciteit doorheen. Maar als de temperatuur stijgt, gaat er gemakkelijk elektriciteit doorheen. Halfgeleiders die bijna geen onzuiverheden bevatten, geleiden bijna geen elektriciteit. Maar wanneer sommige elementen worden toegevoegd aan de halfgeleiders , gaat elektriciteit er gemakkelijk doorheen. Halfgeleiders die uit één element bestaan, worden elementaire halfgeleiders genoemd, waaronder de beroemde halfgeleider materiaal Silicium. Aan de andere kant worden halfgeleiders die uit twee of meer verbindingen bestaan, samengestelde halfgeleiders genoemd, en worden gebruikt in halfgeleider lasers, lichtemitterende diodes , enz.
Energieband
Een atoom bestaat van een kern en elektronen die in een baan om de kern draaien. De elektronen kunnen op geen enkele afstand in de atoomruimte rond de kern rond de kern draaien, maar alleen bepaalde, zeer specifieke banen zijn toegestaan en bestaan alleen op specifieke discrete niveaus. Deze energieën worden energieniveaus genoemd. Een groot aantal atomen verzamelt zich om een kristal te vormen en werkt samen in een vast materiaal, waarna de energieniveaus zo dicht bij elkaar kwamen dat ze banden vormen. Dit is de energieband. Metalen, halfgeleiders en isolatoren onderscheiden zich van elkaar door hun bandstructuur. Hun bandstructuren worden getoond in de onderstaande afbeelding.
Bij metalen komen de geleidingsband en de valentieband heel dicht bij elkaar en kunnen elkaar zelfs overlappen, met de Fermi-energie （Eｆ） ergens binnenin. Dit betekent dat het metaal altijd elektronen heeft die vrij kunnen bewegen en dus altijd stroom kunnen dragen. Dergelijke elektronen staan bekend als vrije elektronen. Deze vrije elektronen zijn verantwoordelijk voor de stroom die door een metaal vloeit.
In halfgeleiders en isolatoren zijn de valance-band en de geleidingsband gescheiden door een verboden energiekloof （bijv.） Van voldoende breedte, en de Fermi-energie （ Eｆ） bevindt zich tussen de valentie- en geleidingsband. Om bij de geleidingsband te komen, moet het elektron voldoende energie krijgen om over de bandafstand te springen. Zodra dit is gebeurd, kan het geleiden.
In halfgeleiders bij kamertemperatuur is de bandafstand kleiner, is er voldoende thermische energie om elektronen vrij gemakkelijk over de opening te laten springen en de overgangen in de geleidingsband te maken, gezien het beperkte geleidingsvermogen van de halfgeleider. Bij lage temperatuur bezit geen enkel elektron voldoende energie om de geleidingsband te bezetten en is er dus geen beweging van lading mogelijk. Bij het absolute nulpunt zijn halfgeleiders perfecte isolatoren. De dichtheid van elektronen in de geleidingsband bij kamertemperatuur is niet zo hoog als in metalen, waardoor ze stroom niet zo goed kunnen geleiden als metaal. De elektrische geleidbaarheid van halfgeleider is niet zo hoog als metaal, maar ook niet zo slecht als elektrische isolator. Daarom wordt dit type materiaal halfgeleider genoemd, wat halfgeleider betekent.
De bandafstand voor isolatoren is groot, zodat er maar heel weinig elektronen over de opening kunnen springen. Daarom stroomt de stroom niet gemakkelijk in isolatoren. Het verschil tussen isolatoren en halfgeleiders is de grootte van de band gap-energie. In isolator waar de verboden opening erg groot is en als gevolg daarvan is de energie die het elektron nodig heeft om over te steken naar de geleidingsband praktisch groot genoeg. Isolatoren geleiden elektriciteit niet gemakkelijk. Dat betekent dat de elektrische geleidbaarheid van de isolator erg slecht is.
Halfgeleiderkristal dat wordt gebruikt voor IC enz. Is eenkristallijn silicium van hoge zuiverheid van 99,999999999\%, maar bij het maken van een circuit worden onzuiverheden toegevoegd om de elektrische eigenschappen te regelen . Afhankelijk van de toegevoegde onzuiverheden worden ze halfgeleiders van het n-type en p-type.
Vijfwaardig fosfor (P) of arseen (As) worden toegevoegd aan hoogzuiver silicium voor n-type halfgeleiders.Deze onzuiverheden worden donoren genoemd. Het energieniveau van de donor bevindt zich dicht bij de geleidingsband, dat wil zeggen, de energiekloof is klein. Vervolgens worden elektronen op dit energieniveau gemakkelijk geëxciteerd naar de geleidingsband en dragen ze bij aan de geleidbaarheid.
Aan de andere kant wordt driewaardig boor (B) enz. Toegevoegd aan p-type halfgeleider. Dit heet een acceptor. Het energieniveau van de acceptor ligt dicht bij de valentieband. Omdat hier geen elektronen zijn, worden hier elektronen in de valentieband opgewonden. Hierdoor ontstaan er gaten in de valentieband, wat bijdraagt aan de geleidbaarheid.
Accreditatie
© Hitachi High-Tech Corporation 2001, 2021 ″.