Kodėl projektuojant elektronines grandines mes naudojame puslaidininkius, o ne laidininkus

Kodėl projektuojant elektronines grandines mes naudojame puslaidininkius, o ne laidininkus

Iš esmės puslaidininkiai ir laidininkai daugiausia naudojami skirtingų tipų įmonėse elektriniai ir elektroniniai komponentai . Puslaidininkis yra vienos rūšies medžiaga, panaši į silicį, ir ji turi tiek izoliatorių, tiek laidininkų savybių. Elektros srovės elgesys silicio yra labai vargšas. Tačiau, jei mes įtraukiame keletą Si dirvožemių, tokių kaip boras ar fosforas, tada jis praleidžia. Tačiau jo elgesys daugiausia priklauso nuo pridėtų dirvožemių. Kai į silicį įpilame fosforo grunto, tada jis tampa n tipo puslaidininkiu. Panašiai, kai prie Si pridėsime borą, tada jis taps p tipo puslaidininkiu. Elektronų kiekis p tipo puslaidininkyje yra nedaug nei grynas puslaidininkis, o n tipo puslaidininkyje yra daugiau elektronų.



Kas yra puslaidininkiai ir laidininkai?

Visi šiuolaikinėje elektronikoje naudojami komponentai yra suprojektuoti su puslaidininkiais . The pagrindinė puslaidininkio savybė tai yra, jis diriguoja mažiau. Puslaidininkis nelaikys elektros srovės lengvai kaip įprastas laidininkas. Kai kuriose medžiagose naudojami vidiniai puslaidininkiai, o puslaidininkinės savybės pasireikš šiose medžiagose. Tačiau dauguma šiuolaikinėje elektronikoje naudojamų medžiagų yra išorinės. Juos galima paversti puslaidininkiais dopingo vartojimas juos su nedideliais kiekiais nežinomų atomų. Tačiau atomų, reikalingų pridėti dopingo, skaičius yra labai mažas.


Puslaidininkiai ir laidininkai

Puslaidininkiai ir laidininkai



Šiuolaikinėje elektronikoje dažniausiai naudojami laidininkai yra metalai, įskaitant plieną, aliuminį ir varį. Šios medžiagos seka Ohmo įstatymas taip pat turi labai mažą pasipriešinimą. Taigi jie gali perduoti elektros srovė iš vienos vietos į kitą, neištirpdant daugybės srovių.

Todėl jie yra naudingi jungiant laidus srovei perduoti iš vienos vietos į kitą. Jie padeda užtikrinti, kad didžioji elektros srovės dalis pasiektų tikslą, kaip alternatyva įkaitinti jungiamuosius laidus! Nors tai skleidžia keistą garsą, srovės rezistoriai taip pat yra apdailinti laidininkų medžiagomis. Tačiau juose naudojamos labai nedidelės laidininkų dalys, kurios neleidžia srovei tekėti pernelyg paprastai.



Puslaidininkių ir dirigentų juostiniai modeliai

Puslaidininkis daugiausia yra izoliatorius. Tačiau energijos skirtumas yra mažesnis, kai mes kontrastuojame su izoliatoriais. Valentinė juosta yra šiek tiek termiškai užimta kambario temperatūroje, o laidumo juosta yra šiek tiek neužimta. Nes elektros perdavimas yra atvirai susietas su elektronų skaičiumi perdavimo juostoje (maždaug tuščia), taip pat su skylėmis valentinės juostos (visiškai užimtos). Galima apskaičiuoti, kad vidinio puslaidininkio elektrinis laidumas bus itin mažas.

Puslaidininkių ir dirigentų juostiniai modeliai

Laidininko juostos modelyje valentinė juosta nėra visiškai naudojama su elektronais, kitaip visa valentinė juosta sutampa per tuščią laidumo juostą. Paprastai abi būsenos vyksta vienu metu, elektronų srautas gali judėti nepilnai supakuotoje valentinėje juostoje, kitaip per dvi persidengiančias juostas. Šiuose nėra juostelės tarpo tarp valentingumo ir laidumo.


Puslaidininkių ir laidininkų skirtumas

Puslaidininkių ir laidininkų skirtumas daugiausia apima jo charakteristikas, tokias kaip laidumas, varža, draudžiamas tarpas, temperatūros koeficientas, laidumas, laidumo vertė, varžos vertė, srovės srautas, srovės nešiklių skaičius normalioje temperatūroje, juostos sutapimas, 0 kelvino elgesys , Susidarymas, valentiniai elektronai ir jų pavyzdžiai.

  • Laidininko varža yra maža, o puslaidininkis - vidutinis.
  • Laidininko laidumas yra didelis, o puslaidininkis yra vidutinis.
  • Laidininkas turi daug elektronų perdavimui, o puslaidininkis turi labai mažai elektronų perdavimui.
  • Laidininko temperatūros koeficientas yra teigiamas, o puslaidininkio - neigiamas.
  • Laidininkas neturi draudžiamo tarpo, o puslaidininkis -.
  • Laidininko varžos vertė yra mažesnė nei 10-5 Ω-m, todėl ji yra nereikšminga, o puslaidininkis tarp laidininkų ir izoliatorių reikšmių turi 10-5 Ω-m-105 Ω-m.
  • Srovės nešiklių kiekis įprastoje temperatūroje laidininke yra labai didelis, o puslaidininkiuose - mažas.
  • Laidininko laidumo vertė yra labai didelė 10-7mho / m, tuo tarpu puslaidininkių tarp izoliatorių ir laidininkų yra nuo 10-13mho / m iki 10-7mho / m.
  • Srovės srautas laidininke atsiranda dėl laisvųjų elektronų, o puslaidininkiuose - dėl skylių, taip pat laisvųjų elektronų.
  • Laidininką galima formuoti metaliniu ryšiu, o puslaidininkyje - kovalentiniu ryšiu.
  • Laidininko 0 kelvino elgesys veikia kaip superlaidininkas, o puslaidininkiuose - kaip izoliatorius.
  • Laidininko valentiniai elektronai yra vienas atokiausiame apvalkale, o puslaidininkyje - keturi.
  • Laidų juostų sutapimas yra tiek valentinės, tiek laidumo juostos sutampa, tuo tarpu puslaidininkiuose abi juostos yra padalintos į 1,1 eV energijos erdvę
  • Pagrindiniai laidininkų pavyzdžiai yra varis, sidabras, gyvsidabris ir aliuminis, o puslaidininkių pavyzdžiai yra silicis ir germanis.

Taigi visa tai yra puslaidininkių ir laidininkų palyginimas. The elektros laidininkai yra medžiagos ar daiktai, leidžiantys srovę tekėti viena kryptimi, kitaip - daugiau krypčių. Geri laidininkai daugiausia yra varis, aliuminis ir geležis. Puslaidininkiai yra kietosios medžiagos, turinčios elektrinį laidumą. Dėl šios savybės tai tinka elektros srovės valdymui.

Pagal aukščiau pateiktą informaciją galiausiai galime padaryti išvadą, kad laidininkas neturi nulinės varžos, o puslaidininkiuose yra galimybė kontroliuoti srovės srautą puslaidininkiuose. Ši savybė yra naudojama projektuojant realaus laiko elektroninių grandinių su puslaidininkiais reikalavimus. Štai jums klausimas, kokie yra puslaidininkių ir laidininkų pritaikymai?