Cel mai bun răspuns
Pentru a înțelege ingineria electrică și electronică este nevoie de un mare salt de credință și trebuie să accepte următoarele relații. Ingineria electrică și electronică conține multe funcții care sunt susținute de conductori prin statică sau viteza de schimbare a mișcării masei și a sarcinii electronilor și există alte funcții și operații care sunt susținute în vid și izolatori prin viteza de schimbare a „non-electronii”. „sau curenți de deplasare (aparenți), masă de deplasare (aparentă) și sarcină de deplasare (aparentă) și, uneori, prin impulsul și„ masa și încărcarea unui electron ”fiind aruncat și tras de un pistol electronic printr-un vid sau un izolator. Electronul este o entitate minunată, deoarece are masă și încărcare și mult mai mult atunci când se deplasează în diferite localități sau oscilează în aceeași localitate, creează un curent pe măsură ce câștigă niveluri de tensiune diferite. Asociat cu un electron în mișcare (curent) există un câmp magnetic și asociat cu tensiunea, există un câmp electric. Acum, câmpul magnetic și câmpul electric nu au nevoie de masă și nici de un electron încărcat pentru a-l susține, dar vorbim și le asociem concepte de „curent (aparent) de deplasare” și aș adăuga că filosofic putem vorbi de o „deplasare ( masă aparentă) „și o” sarcină de deplasare (aparentă). Toate acestea ar duce la concepte de energie cinetică și energie potențială, chiar și într-un vid, unde nu există masă reală. Deci, pentru a ne numi ingineri electrici trebuie să înțelegem ce este curent, tensiuni, câmpuri magnetice și electrice și RATA MAI MARE DE SCHIMBĂRI a curenților, tensiunilor, câmpurilor magnetice și electrice atât în CONDUCTORI, cât și în izolatori. Acum, conductorii pot avea valori de rezistență variabile, inductanță variabilă, în timp ce izolatorii pot avea capacitate variabilă dacă asociem toate aceste componente trebuie să gestioneze CÂMPURI ELECTROMAGNETICE. care sunt obținute fie de „electroni” în conductori, fie de „non-electroni” din izolatori „Deci, practic, un SEMICON DUTOR este un material care este sintetizat pentru a funcționa între a fi un conductor de scurtcircuit și a fi un vid izolator perfect, în scopul susținerii câmpurilor de curent, tensiune, magnetice și electrice. Acum, ca orice viață umană sau de altă natură, este nevoie de două componente pentru a crea viață, dar aici nu vom vorbi despre VIAȚĂ, dar putem vorbi despre REACȚII și ACTIVITĂȚI. Știm cu toții că diferitele elemente care există în lumea noastră au efecte și activități de suprafață, care atunci când vin în contact, ceea ce alte suprafețe spun despre aceleași elemente, nu reacționează cu fiecare parte, dar dacă elemente DIFERITE sunt aduse în contact, ca să spunem aluminiu și cupru sau fier și apă, apoi la joncțiune există o reacție, ca în cazul ruginii, care este o formă de viață, dar nu o numim VIAȚĂ, o numim o reacție. Este interesant faptul că, în ingineria electronică și electrică, putem crea echivalentul a ceea ce este bărbat și femeie dintr-un material neutru prin doparea acestuia cu diferite niveluri de electroni sau pot să spun găuri! Cu aluminiu și cupru, există un efect electric la joncțiune, în care electronii vor sări de la o suprafață la alta, provocând o anumită nesimetrie, deoarece există întotdeauna diverse „tipuri de nesimetrii” atunci când există o joncțiune. Aceste nesimetrie, atunci când două elemente se întâlnesc, pot fi sub formă de rectificare atunci când se aplică o tensiune la joncțiune și dacă joncțiunii i se dă energie externă ca lumină și căldură sau chiar o forță mecanică ca într-un cristal, joncțiunea poate crea electricitate . Cea mai importantă problemă aici este că avem nevoie de materiale care pot fi utilizate singure la un nivel diferit de conductivitate sau caracteristici diferite ale izolatorilor. Uneori avem nevoie de o joncțiune de material diferit și, deci, trebuie să realizăm un material SEMICONDUCTOR diferit pe care îl putem numi material de tip N (electroni excesivi) și tip P (găuri excesive), dar chiar și acestea pot fi realizate la diferite niveluri sau rezoluții de tipuri N și tipurile P. Două materiale semiconductoare de tip N dopate la niveluri diferite și puse în contact vor reacționa, de asemenea, „electronic”. Uneori folosim nesimetria joncțiunii N și P, realizată din diferite materiale semiconductoare pentru a face o diodă și uneori folosim o joncțiune din semiconductori diferiți pentru a trage electroni departe de joncțiune, așa cum se făcea în valvele vechi (tuburi) de la catod la anod în aparatele CRT sau de televiziune, folosesc pentru a trage electroni în vid și a le trage cu tensiunea pozitivă la anod . În portavioane trag avioane cu jet de 10 tone cu catapulte cu abur, iar în electrotehnică putem trage electroni dintr-o joncțiune din diferite materiale semiconductoare ca sursă a pistolului, dacă realizăm materiale subțiri.Dar trebuie să-i prindem și, deoarece nu putem avea vid în tranzistoare, așa cum aveam în valvele, totul datorită faptului că toți tranzistoarele sunt „reci” și nu trag sau „evaporă” electronii datorită catodului încălzit, dar datorită altor „caracteristici ale caracteristicilor electronice” inerente joncțiunii realizate din diferite materiale semiconductoare. Într-un tranzistor, joncțiunea emițător-bază folosește nesimetria unei joncțiuni NP pentru a trage electroni în timp ce joncțiunea bază-colector îi prinde, dar acesta din urmă trebuie să înlocuiască vidul care a fost utilizat într-o supapă dacă trebuie să avem un amplificator . Deci, în timp ce joncțiunea emițător-bază folosește nesimetria înainte a două materiale semiconductoare diferite pentru a obține un scurtcircuit sau o rezistență cât mai redusă posibil, în timp ce joncțiunea bază-colector folosește nesimetria inversă a materialului NP pentru a obține un circuit deschis sau ca cât de aproape putem ajunge la vid. Este de aproximativ 100.000 ohmi pentru tranzistoarele de siliciu și mult mai mic pentru semiconductorii vechi de germaniu. Deci, să reluăm ceea ce am spus. * Un scurtcircuit și un circuit deschis sunt foarte utile în electrotehnică. * Un scurtcircuit poate fi înfășurat în imediata apropiere pentru a produce un inductor, în timp ce un circuit deschis poate fi limitat pentru a produce un condensator, în timp ce un semiconductor singur poate fi utilizat pentru a produce un rezistor de orice valoare. * Utilizat în perechi ca la suprafața unei joncțiuni, unde fiecare piesă are un nivel diferit de semiconductivitate, atunci nesimetria rezultată a joncțiunii poate produce o diodă, care are caracteristica unui scurtcircuit într-o direcție și un vid sau un izolator în cealaltă direcție. * Folosind două joncțiuni semiconductoare spate în spate, se pot aranja ca doi semicondutori dopați diferiți într-o joncțiune să acționeze ca un scurtcircuit și să tragă electroni departe de joncțiune atunci când o parte a joncțiunii este foarte subțire și este nevoie de o a doua joncțiune să acționeze ca un vid sau un bun izolator pentru a prinde sau colecta electronii (sau găurile), altfel nu se obține o acțiune de amplificare. Ei bine, ultima situație de plasare a diferitelor niveluri de semicondutori dopați împreună, poate fi privită ca o joncțiune care generează un curent printr-un scurtcircuit folosind o sursă de curent de intrare, și apoi trage curentul de conducere rezultat printr-un izolator, astfel încât curentul să arate ca și cum ar apărea formează o rezistență ridicată cu un aspirator la colector pentru a atrage lovitura curentă de la joncțiunea de bază a emițătorului! Acesta este elementele de bază ale amplificării. Nu se poate prinde electroni într-un al doilea scurtcircuit după ce i-a generat dintr-un scurtcircuit primar, deoarece nu va exista o schimbare a impedanței fluxului de curent. Practic acesta este principiul tuturor amplificatoarelor, un dispozitiv care schimbă impedanța fluxului de curent. (există o versiune de tensiune ca FET care afectează câmpul electric în dispozitivul semiconductor) Ei bine, dacă avem o joncțiune folosind două elemente semiconductoare cu rezoluții dopate diferite pentru a crea un electron de conducție, putem stabili funcții care pot lăsa electronii în urmă și lansați un câmp electromagnetic pentru a produce semnale luminoase sau radio sau cu raze X într-un izolator, ca în valurile radio. Presupun că am putea spune că așa face un LED, dar există diode Gunn care o fac într-un mod asemănător, totul în funcție de dopajul semiconductoarelor utilizate. Rețineți că un rezistor sau un încălzitor roșu poate fi privit ca funcționând ca o antenă și, prin urmare, există momente în care nu se poate privi un rezistor sau un semiconductor ca fiind „pierderi”, deoarece ceea ce este conținut ca căldură sau energie electromagnetică ar putea fi util unui inginer. În această etapă am creat funcții de câmp magnetic și electric care s-au disecat sau radiat sau proiectat de la semiconductor și lansate în spațiul liber sau în vid, care este un izolator perfect în care trebuie să uităm de partea „conductivă” din „semiconductori” și trebuie să învățăm să ne ocupăm de „electroni de deplasare sau curent”, „masă de deplasare (aparentă)” și „sarcini de deplasare (aparentă)”. Ei bine, cred că este mai bine să lăsăm fluxul câmpurilor magnetice și electrice în izolatori și spațiu pentru altă dată, deoarece procesul de conducere poate fi tratat într-un alt mod ………. unde trebuie să ne jucăm și să înțelegem importanța RATEI MAI MULTE A SCHIMBĂRILOR CURENTILOR DE CONDUCȚIE, TENSIUNILOR, CÂMPURILOR MAGNETICE ȘI ELECTRICE și a CURENTELOR DE APARERE (aparente) Condițiile statice nu sunt atât de utile într-un spațiu nelimitat sau într-un vid. Poate că condițiile statice sunt utile în spațiu sau în alt spațiu izolant dacă este delimitat de o nesimetrie de electroni care plutesc în apropiere pe un nor sau sunt izolate pe insulele plutitoare de cupru sau alte metale ca planetele din spațiu care produc gravitație în spațiu sau izolator între ele .
Răspuns
„Proprietățile semiconductoarelor ”.
“ Proprietățile suplimentare importante ale semiconductoarelor care le fac unice : –
Semiconductorii posedă proprietăți electrice specifice. O substanță care conduce electricitatea se numește conductor, iar o substanță care nu conduce electricitatea se numește izolator. Semiconductorii sunt substanțe cu proprietăți undeva între ele. Proprietățile electrice pot fi indicate prin rezistivitate. Conductorii precum aurul, argintul și cuprul au rezistență scăzută și conduc electricitatea cu ușurință. Izolatorii precum cauciucul, sticla și ceramica au o rezistență ridicată și sunt greu de trecut prin electricitate. Semiconductorii au proprietăți undeva între aceste două. Rezistivitatea lor s-ar putea schimba în funcție de temperatură, de exemplu. La o temperatură scăzută, aproape nu trece electricitate prin ele. Dar când temperatura crește, electricitatea trece ușor prin ele. Semiconductorii care nu conțin aproape nici o impuritate nu conduc aproape nici electricitate. Dar când unele elemente sunt adăugate la semiconductori , electricitatea trece prin ele cu ușurință. Semiconductorii care cuprind un singur element sunt numiți elementari semiconductori , inclusiv faimosul semiconductor material Silicon. Pe de altă parte, semiconductori compuși din doi sau mai mulți compuși sunt numiți compuși semiconductori , și sunt utilizate în lasere semiconductoare , diode emițătoare de lumină etc.
Banda de energie
Un atom constă a unui nucleu și a electronilor care orbitează nucleul. Electronii nu pot orbita nucleul la nicio distanță în spațiul atomic care înconjoară nucleul, dar sunt permise doar anumite orbite foarte specifice și există doar la niveluri discrete specifice. Aceste energii se numesc niveluri de energie. Un număr mare de atomi se adună pentru a forma un cristal și interacționează într-un material solid, apoi nivelurile de energie au devenit atât de strâns distanțate încât formează benzi. Aceasta este banda energetică. Metalele, semiconductorii și izolatorii se disting unul de celălalt prin structurile lor de bandă. Structurile lor de bandă sunt prezentate în figura de mai jos.
În metale, banda de conducție și banda de valență se apropie foarte mult de reciproc și poate chiar să se suprapună, cu energia Fermi （Eｆ） undeva în interior. Aceasta înseamnă că metalul are întotdeauna electroni care se pot mișca liber și astfel pot transporta întotdeauna curent. Astfel de electroni sunt cunoscuți ca electroni liberi. Acești electroni liberi sunt responsabili pentru curentul care circulă printr-un metal.
În semiconductori și izolatori, banda de valance și banda de conducție sunt separate de un decalaj de energie interzis （De exemplu） cu lățime suficientă și de energia Fermi （ Eｆ） este între valența și banda de conducere. Pentru a ajunge la banda de conducție, electronul trebuie să câștige suficientă energie pentru a sări distanța dintre benzi. Odată ce acest lucru este făcut, se poate conduce.
În semiconductori la temperatura camerei, diferența de bandă este mai mică, există suficientă energie termică pentru a permite electronilor să sară distanța destul de ușor și să facă tranzițiile în banda de conducție, având în vedere conductivitatea limitată a semiconductorului. La temperatură scăzută, niciun electron nu posedă suficientă energie pentru a ocupa banda de conducere și, prin urmare, nu este posibilă nicio mișcare de încărcare. La zero absolut, semiconductorii sunt izolați perfecti. Densitatea electronilor din banda de conducere la temperatura camerei nu este la fel de mare ca în metale, prin urmare nu poate conduce un curent la fel de bun ca metalul. Conductivitatea electrică a semiconductorului nu este la fel de mare ca metalul, dar nici la fel de slabă ca izolatorul electric. De aceea, acest tip de material se numește semiconductor – înseamnă jumătate de conductor.
Spațiul de bandă pentru izolatori este mare, astfel încât foarte puțini electroni pot sări spațiul. Prin urmare, curentul nu curge ușor în izolatoare. Diferența dintre izolatori și semiconductori este dimensiunea energiei gap band. În izolator, unde spațiul interzis este foarte mare și, ca urmare, energia necesară electronului pentru a trece la banda de conducție este practic suficient de mare. Izolatorii nu conduc electricitatea cu ușurință. Asta înseamnă că conductivitatea electrică a izolatorului este foarte slabă.
Cristalul semiconductor utilizat pentru IC etc. este siliciu monocristal de înaltă puritate de 99,999999999\%, dar când se realizează un circuit, se adaugă impurități pentru a controla proprietățile electrice . În funcție de impuritățile adăugate, acestea devin semiconductoare de tip n și de tip p.
Fosfor pentavalent (P) sau arsenic (As) se adaugă la siliciu de înaltă puritate pentru semiconductori de tip n.Aceste impurități se numesc donatori. Nivelul de energie al donatorului este situat aproape de banda de conducere, adică decalajul de energie este mic. Apoi, electronii de la acest nivel de energie sunt ușor excitați la banda de conducere și contribuie la conductivitate. Pe de altă parte, borul trivalent (B) etc. este adăugat semiconductorului de tip p. Aceasta se numește acceptor. Nivelul de energie al acceptorului este aproape de banda de valență. Deoarece nu există electroni aici, electronii din banda de valență sunt excitați aici. Ca rezultat, se formează găuri în banda de valență, ceea ce contribuie la conductivitate.
Acreditare
© Hitachi High-Tech Corporation 2001, 2021 „.