Puslaidininkinė sandūra ir puslaidininkiniai prietaisai

Šioje temoje aptariama puslaidininkinė sandūra (p-n sandūra) ir jos veikimo principai, įskaitant laidžiąją ir užtvarinę kryptis. Taip pat susipažįstama su įvairiais puslaidininkiniais prietaisais, tokiais kaip diodai, šviesos diodai (LED), termistoriai ir fotovaržai, bei jų taikymo sritimis. Šie prietaisai naudojami įvairiose srityse, pavyzdžiui, elektronikoje, apšvietime ir temperatūros matavimuose.

Fotovaržai
Fotovaržai yra puslaidininkiniai prietaisai, kurių elektrinė varža kinta priklausomai nuo apšvietimo. Šviesos energija nutraukia kovalentinius ryšius puslaidininkyje, padidindama laisvųjų krūvininkų koncentraciją ir sumažindama varžą. Fotovaržai naudojami silpniems šviesos srautams registruoti, gaminių kokybei tikrinti ir kitose srityse.
Laidžioji ir užtvarinė kryptys
Prijungus p-n sandūrą prie įtampos šaltinio, jos savybės priklauso nuo poliškumo. Laidžiąja kryptimi (p sritis prie teigiamo poliaus, n sritis prie neigiamo) pagrindiniai krūvininkai juda per sandūrą, sukurdami didelę tiesioginę srovę. Užtvarine kryptimi (p sritis prie neigiamo poliaus, n sritis prie teigiamo) per sandūrą juda tik šalutiniai krūvininkai, sukurdami mažą atgalinę srovę. Todėl varža laidžiąja kryptimi yra maža, o užtvarine – didelė.
Puslaidininkinė sandūra
Puslaidininkinė sandūra, arba p-n sandūra, yra riba tarp dviejų tipų puslaidininkių: elektroninio (n) ir skylinio (p). Kai šie puslaidininkiai suglaudžiami, prasideda krūvininkų (elektronų ir skylių) difuzija. Elektronai iš n srities juda į p sritį, o skylės – iš p srities į n sritį. Šis procesas sukuria užtvarinį sluoksnį – sritį abipus sandūros, kurioje krūvininkų koncentracija yra labai maža. Užtvarinis sluoksnis pasižymi didele varža. Taip pat susidaro elektrinis laukas, kuris stabdo tolesnę difuziją, ir nusistovi dinaminė pusiausvyra.
Puslaidininkiniai diodai
Puslaidininkinis diodas yra prietaisas, turintis vieną p-n sandūrą ir du išvadus. Jis pasižymi savybe praleisti elektros srovę tik viena kryptimi (laidžiąja). Diodai gaminami iš įvairių puslaidininkinių medžiagų, tokių kaip germanis, silicis ir selenas. Jie naudojami kintamajai srovei lyginti, radiotechnikoje, skaičiavimo technikoje ir kitur. Praktiškai p-n sandūra sukuriama ne mechaniškai, o įlydant priemaišas, pavyzdžiui, indį į germanį.
Šviesos diodai
Šviesos diodai (LED) yra puslaidininkiniai įtaisai, kurių veikimas pagrįstas p-n sandūros savybėmis. Kai sandūra jungiama laidžiąja kryptimi, elektronų ir skylių rekombinacijos metu išsiskiria energija šviesos pavidalu. Šviesos diodai gali skleisti įvairias spalvas (raudoną, žalią, geltoną, mėlyną). Maišant šias spalvas, galima gauti baltą šviesą. Šviesos diodai pasižymi greitu įsijungimu, mažomis energijos sąnaudomis ir ilgu tarnavimo laiku.
Termistoriai
Termistoriai yra puslaidininkiniai prietaisai, kurių elektrinė varža priklauso nuo temperatūros. Didėjant temperatūrai, termistoriaus varža mažėja, todėl grandinėje, kurioje jis įjungtas, srovės stipris didėja. Pagal srovės stiprį galima nustatyti temperatūrą. Termistoriai leidžia matuoti temperatūrą plačiame diapazone.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com