Prečo v dizajne elektronických obvodov používame namiesto vodičov polovodiče

Prečo v dizajne elektronických obvodov používame namiesto vodičov polovodiče

Polovodiče a vodiče sa v zásade používajú hlavne v rôznych druhoch elektrické a elektronické komponenty . Polovodič je jeden druh materiálu podobný kremíku a má niektoré vlastnosti ako izolátorov, tak aj vodičov. Chovanie elektrického prúdu v kremík je veľmi zlá. Ak však zahrnieme niektoré pôdy do Si ako bór alebo fosfor, potom to vedie. Ale jeho chovanie závisí hlavne od pridaných pôd. Keď k kremíku pridáme fosforovú pôdu, stane sa z nej polovodič typu n. Podobne, keď k Si pridáme bór, stane sa z neho polovodič typu p. Množstvo elektrónov v polovodiči typu p je málo ako v čistom polovodiči, zatiaľ čo polovodič typu n má viac elektrónov.

Čo sú to polovodiče a vodiče?

Všetky komponenty používané v modernej elektronike sú navrhnutý s polovodičmi . The základná vlastnosť polovodiča to znamená, že vedie menej. Polovodič nebude prenášať elektrický prúd ľahko ako bežný vodič. Niektoré z materiálov používajú vnútorné polovodiče a polovodičové vlastnosti sa prejavia v týchto materiáloch. Ale väčšina materiálov používaných v modernej elektronike je vonkajšej povahy. Tieto sa dajú zmeniť na polovodiče pomocou doping ich s malým množstvom neznámych atómov. Ale počet atómov potrebných na pridanie dopingu je veľmi malý.




Polovodiče a vodiče

Polovodiče a vodiče



Vodiče, ktoré sa väčšinou používajú v modernej elektronike, sú kovy, ktoré zahŕňajú oceľ, hliník a meď. Nasledujú tieto materiály Ohmov zákon rovnako ako majú veľmi malý odpor. Môžu teda vysielať elektrický prúd z jedného miesta na druhé bez rozpustenia veľkého množstva prúdov.

Vo výsledku sú užitočné pri pripájaní vodičov na prenos prúdu z jedného miesta na druhé. Pomáhajú zabezpečiť, aby väčšina elektrického prúdu dosiahla svoj cieľ ako alternatíva k zahriatiu spojovacích vodičov medzi nimi! Aj keď vydáva zvláštny zvuk, sú súčasné rezistory tiež zakončené vodičovými materiálmi. Ale používajú veľmi malé časti vodičov, ktoré neumožňujú prúdiť príliš jednoducho.



Pásmové modely polovodičov a vodičov

Polovodič je hlavne izolátor. Ale rozdiel v energii je menší, keď sme kontrastovali s izolátormi. Valenčné pásmo je trochu tepelne obsadené pri teplote miestnosti, zatiaľ čo vodivé pásmo je trochu neobsadené. Pretože elektrický prenos je otvorene spojený s počtom elektrónov v prenosovom pásme (približne prázdnom), ako aj s otvormi vo valenčnom pásme (úplne obsadené). Dá sa odhadnúť, že elektrická vodivosť vlastného polovodiča bude extrémne malá.

Pásmové modely polovodičov a vodičov

V pásmovom modeli vodiča sa valenčné pásmo úplne nepoužíva s elektrónmi, inak sa celé valenčné pásmo prekrýva cez slepé vodivé pásmo. Spravidla sa oba stavy vyskytujú súčasne, tok elektrónov sa môže pohybovať v neúplne zabalenom valenčnom pásme, inak v rámci dvoch prekrývajúcich sa pásiem. V nich nie je medzera pre vedenie medzi valenciou a vedením.




Rozdiel medzi polovodičmi a vodičmi

Rozdiel medzi polovodičmi a tiež vodičmi zahŕňa hlavne jeho charakteristiky ako vodivosť, rezistivita, zakázaná medzera, teplotný koeficient, vedenie, hodnota vodivosti, hodnota rezistivity, prúd, počet prúdových nosičov pri normálnej teplote, prekrytie pásma, správanie 0 Kelvinov , Formácia, Valenčné elektróny a ich príklady.

  • Odpor vodiča je nízky, zatiaľ čo polovodič je mierny.
  • Vodivosť vodiča je vysoká, zatiaľ čo polovodič je mierny.
  • Vodič má veľké množstvo elektrónov na prenos, zatiaľ čo polovodič má veľmi malý počet elektrónov na prenos.
  • Teplotný koeficient vodiča je kladný, zatiaľ čo polovodič záporný.
  • Vodič nemá zakázanú medzeru, zatiaľ čo polovodič má zakázanú medzeru.
  • Hodnota rezistivity vodiča je menšia ako 10-5 Ω-m, takže je zanedbateľná, zatiaľ čo polovodič má medzi hodnotami vodičov a izolátorov, t. J. 10-5 Ω-m-až -105 Ω-m.
  • Množstvo nosičov prúdu pri zvyčajnej teplote vo vodiči je veľmi vysoké, zatiaľ čo v polovodičoch je nízke.
  • Hodnota vodivosti vodiča je veľmi vysoká 10-7mho / m, zatiaľ čo polovodič má medzi izolátormi a vodičmi 10-13mho / m až 10-7mho / m.
  • Tok prúdu vo vodiči je spôsobený voľnými elektrónmi, zatiaľ čo v polovodičoch vďaka otvorom, ako aj voľnými elektrónmi.
  • Tvorba vodiča sa môže uskutočniť kovovým spojením, zatiaľ čo v polovodičoch sa môže vytvoriť kovalentným spojením.
  • Chovanie 0-kelvina vodiča funguje ako supravodič, zatiaľ čo v polovodiči funguje ako izolátor.
  • Valenčné elektróny vo vodiči sú jeden v najvzdialenejšom obale, zatiaľ čo v polovodiči sú to štyri.
  • Prekrytie pásma vo vodiči je tak valenčné, ako aj prekrytie vodivého pásma, zatiaľ čo v polovodičoch sú obidve pásma rozdelené s energetickým priestorom 1,1 eV
  • Hlavnými príkladmi vodičov sú meď, striebro, ortuť a hliník, zatiaľ čo polovodičovými príkladmi sú kremík a germánium.

Jedná sa teda o porovnanie medzi polovodičmi a vodičmi. The elektrické vodiče sú materiály alebo predmety, ktoré umožňujú prúdenie v jednom smere, inak vo viacerých smeroch. Dobré vodiče sú hlavne meď, hliník a železo. Polovodiče sú pevné látky, ktoré majú elektrickú vodivosť. Táto vlastnosť ho robí vhodným na riadenie elektrického prúdu.

Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že vodič má nulový odpor, zatiaľ čo v polovodičoch existuje možnosť riadenia toku prúdu v polovodičoch. Táto vlastnosť sa využíva na navrhovanie požiadaviek na elektronické obvody v reálnom čase s polovodičmi. Tu je otázka, aké sú použitia polovodičov a vodičov?