Ahoj, nadšenci elektroniky! Pracujem na dodávateľovi elektronických komponentov a celé veky som bol hlboko v polovodičoch. Dnes by som sa chcel vykopať do toho, ako polovodičové komponenty vedú elektrinu. Je to super cool téma, ktorá je v centre mnohých zariadení, ktoré používame každý deň.
Po prvé, poďme si základy dole. Polovodič je materiál, ktorý je v strede medzi vodičom a izolátorom. Kovy ako meď a hliník sú skvelé vodiče. Majú veľa voľných elektrónov, ktoré sa môžu ľahko pohybovať, keď sa aplikuje napätie, čo umožňuje elektrinu voľne cez ne pretekať. Na druhej strane izolátory sú materiály ako guma alebo plast. Ich elektróny sú pevne viazané na ich atómy a pre elektrinu je skutočne ťažké prejsť.
Polovodiče, dobre, sú niekde v tom v - medzi zónou. Najbežnejším polovodičovým materiálom je kremík. Atómy kremíka majú štyri valenčné elektróny. Vytvárajú kovalentné väzby so svojimi susednými atómami kremíka a vytvárajú stabilnú štruktúru podobnú kryštáli. Pri absolútnej nulovej teplote sú všetky elektróny v kremíkovom kryštáli viazané v týchto kovalentných väzbách a funguje ako izolátor. Ale keď zvyšujeme teplotu, niektoré z týchto elektrónov získajú dostatok energie na to, aby sa uvoľnili zo svojich väzieb a stali sa voľnými elektrónmi.
Keď sa elektrón uvoľní z kovalentnej väzby, zanecháva v kryštálovej mriežke „otvor“. Táto diera nie je skutočným fyzickým otvorom, ale skôr miestom, kde chýba elektrón. A tu je zaujímavá časť: otvory môžu tiež viesť elektrinu. Pôsobia ako kladné nosiče náboja.
Dovoľte mi, aby som ti dal trochu analógie. Pomysli na divadlo plné ľudí. Každý sedí na svojich sedadlách (napríklad elektróny v kovalentných väzbách). Keď niekto vstane a vychádza z divadla (elektrón sa uvoľní voľne), zostane pozadu prázdne sedadlo (diera). Ak sa iná osoba rozhodne presunúť na toto prázdne sedadlo, je to, akoby sa prázdne sedadlo (otvor) presunulo na nové miesto. V polovodiče môže blízky elektrón skočiť do otvoru a vyzerá to, že otvor sa pohybuje v opačnom smere pohybu elektrónu.
Teraz môžeme modifikovať polovodiče tak, aby zlepšili ich vodivosť. Tento proces sa nazýva doping. Existujú dva hlavné typy dopingu: n - typ a p - typ.
V dopingu N - typu pridávame nečistoty polovodiči, ktoré majú viac valenčných elektrónov ako samotné atómy polovodičov. Napríklad, ak dopustíme kremík s fosforom (ktorý má päť valenčných elektrónov), štyri z týchto elektrónov budú tvoriť kovalentné väzby s atómami kremíka, ale piaty elektrón sa bude relatívne voľný pohybovať sa okolo. Takže v polovodičoch typu N sú elektróny väčšinovým nosičom a ďalšie elektróny z atómov dopantu zvyšujú vodivosť materiálu.
Na druhej strane, v dopingu typu p používame nečistoty, ktoré majú menej valenčných elektrónov. Napríklad, keď dopustíme kremík s bórom (ktorý má tri valenčné elektróny), v kryštálovej mriežke zostane otvor, kde sa má elektrón viazať s atómom bóru. V polovodičoch P - typu sú diery väčšinové nosiče.
Keď spojíme polovodič typu n - typu a AP - typ, vytvoríme niečo, čo sa nazýva križovatka AP - N. Toto je základ mnohých polovodičových zariadení, ako sú diódy, tranzistory atď.
Pri križovatke AP - N sa vyskytuje difúzny proces. Väčšina nosičov v oblasti N -oblasti (elektróny) sa začínajú difundovať do oblasti P - a väčšinové nosiče v oblasti p - oblasti (otvory) difundujú do oblasti N -. Keď to robia, rekombinácia s opačnými nosičmi. Tým sa vytvára región v blízkosti križovatky, kde nie sú mobilní dopravcovia, a nazýva sa to oblasť vyčerpania.
Keď aplikujeme predpredaj na križovatke P -N (kladné napätie na p - oblasť a záporné napätie na N - oblasť), vonkajšie napätie znižuje šírku deplečnej oblasti. Elektrické pole vytvorené vonkajším napätím tlačí väčšinové nosiče smerom k križovatke. Elektróny v oblasti N - tlačia sa smerom k oblasti P - a otvory v oblasti p sú tlačené smerom k oblasti N -. Keď sa stretnú na križovatke, rekombinujú sa a prúd môže pretekať cez zariadenie.
Naopak, keď aplikujeme spätné zaujatosť (pozitívne napätie na oblasť N - a záporné napätie na p - oblasť), vonkajšie napätie zvyšuje šírku depléčnej oblasti. Pre väčšinu nosičov je veľmi ťažké prekročiť križovatku a cez zariadenie preteká iba veľmi malý reverzný prúd.
Poďme teraz hovoriť o niektorých komponentoch, ktoré ponúkame ako dodávateľ elektronických komponentov. V našom katalógu máme niekoľko skvelých kondenzátorov. Pozrite sa naCBB61 AC Motor Štartovací kondenzátor. Je to kľúčový komponent pre začatie AC Motors. Kondenzátory fungujú tak, že ukladajú a uvoľňujú elektrickú energiu. V prípade motora - počiatočné kondenzátory poskytujú zvýšenie energie na začatie rotácie motora.
Ďalším vynikajúcim produktom jeKondenzátor štartéra CD60. Tieto kondenzátory sú navrhnuté tak, aby zvládli požiadavky vysokého prúdu počas počiatočnej fázy rôznych elektrických zariadení. Sú skutočne spoľahlivé a majú dlhú životnosť.
Máme tiežCBB65 AC motorový kondenzátor. Tento typ kondenzátora sa používa na zlepšenie výkonového faktora a účinnosti striedavých motorov. Pomáha pri znižovaní spotreby energie a pri plynulejšom priebehu motora.
Ak ste v budovaní elektronických obvodov alebo udržiavaním elektrických zariadení, pochopte, ako komponenty polovodičov vykonávajú elektrinu, je rozhodujúce. A správne komponenty je rovnako dôležité. Či už pracujete na malom projekte pre domácich majstrov alebo na veľkej priemyselnej aplikácii, máme časti, ktoré potrebujete.
Ak vás zaujímajú naše produkty, radi by sme sa s vami porozprávali. Môžeme diskutovať o vašich konkrétnych požiadavkách, ponúknuť technickú podporu a pomôcť vám nájsť najlepšie komponenty pre vaše potreby. Neváhajte a oslovte diskusiu o obstarávaní.
Referencie:
- Streetman, BG a Banerjee, SK (2000). Elektronické zariadenia v tuhom stave. Prentice Hall.
- Neaman, DA (2002). Fyzika a zariadenia polovodičov: Základné princípy. McGraw - Hill.