Dlaczego w projektowaniu obwodów elektronicznych używamy półprzewodników zamiast przewodników

Dlaczego w projektowaniu obwodów elektronicznych używamy półprzewodników zamiast przewodników

Zasadniczo półprzewodniki i przewodniki są używane głównie w różnych typach komponenty elektryczne i elektroniczne . Półprzewodnik to rodzaj materiału podobnego do krzemu, który ma pewne właściwości zarówno izolatorów, jak i przewodników. Zachowanie się prądu elektrycznego w krzem jest bardzo słaba. Jeśli jednak włączymy do Si niektóre gleby, takie jak bor lub fosfor, to przewodzi. Ale jego zachowanie zależy głównie od dodanych gleb. Kiedy dodamy glebę fosforową do krzemu, staje się on półprzewodnikiem typu n. Podobnie, kiedy dodamy boru do Si, staje się on półprzewodnikiem typu p. Liczba elektronów w półprzewodniku typu p jest mniejsza niż w czystym półprzewodniku, podczas gdy półprzewodnik typu n ma więcej elektronów.



Co to są półprzewodniki i przewodniki?

Wszystkie komponenty stosowane w nowoczesnej elektronice są zaprojektowany z półprzewodnikami . Plik podstawowa własność półprzewodnika to znaczy, że mniej przewodzi. Półprzewodnik nie przenosi prądu elektrycznego tak łatwo, jak zwykły przewodnik. Niektóre materiały wykorzystują wewnętrzne półprzewodniki, a właściwości półprzewodnikowe będą miały miejsce w tych materiałach. Jednak większość materiałów stosowanych w nowoczesnej elektronice ma charakter zewnętrzny. Można je przekształcić w półprzewodniki za pomocą doping je z niewielkimi ilościami nieznanych atomów. Ale liczba atomów potrzebnych do dodania do domieszkowania jest bardzo mała.


Półprzewodniki i przewodniki

Półprzewodniki i przewodniki





Przewodniki, które są najczęściej używane w nowoczesnej elektronice, to metale, w tym stal, aluminium i miedź. Te materiały są dalej Prawo Ohma a także mają bardzo mały opór. W ten sposób mogą transmitować prąd elektryczny z jednego miejsca do drugiego bez rozpuszczania wielu prądów.

Dzięki temu są one pomocne przy podłączaniu przewodów do przesyłania prądu z jednego miejsca w drugie. Pomagają w zapewnieniu, że większość prądu elektrycznego osiągnie swój cel, jako alternatywa dla podgrzewania przewodów łączących pomiędzy! Chociaż wydaje dziwny dźwięk, rezystory prądowe są również wykończone materiałami przewodzącymi. Ale wykorzystują bardzo lekkie części przewodnika, które nie pozwalają na zbyt prosty przepływ prądu.



Modele pasmowe półprzewodników i przewodników

Półprzewodnik jest głównie izolatorem. Ale luka energetyczna jest mniejsza, gdy porównujemy z izolatorami. Pasmo walencyjne jest w pewnym stopniu zajęte termicznie w temperaturze pomieszczenia, podczas gdy pasmo przewodnictwa jest nieco niezajęte. Dlatego transmisja elektryczna jest otwarcie powiązany z liczbą elektronów w paśmie transmisyjnym (w przybliżeniu pustym), jak również z dziurami w paśmie walencyjnym (całkowicie zajęty). Można oszacować, że przewodność elektryczna wewnętrznego półprzewodnika będzie bardzo mała.

Modele pasmowe półprzewodników i przewodników

W modelu pasmowym przewodnika pasmo walencyjne nie jest całkowicie używane z elektronami, w przeciwnym razie pełne pasmo walencyjne zachodzi na puste pasmo przewodnictwa. Ogólnie rzecz biorąc, oba stany występują jednocześnie, przepływ elektronów może poruszać się w niecałkowicie upakowanym paśmie walencyjnym, w przeciwnym razie w dwóch nakładających się pasmach. W nich nie ma luki na pasmo między wartościowością i przewodnictwem.


Różnica między półprzewodnikami i przewodnikami

Różnica między półprzewodnikami, a także przewodnikami, obejmuje głównie ich właściwości, takie jak przewodnictwo, rezystywność, zakazana przerwa, współczynnik temperaturowy, przewodnictwo, wartość przewodnictwa, wartość rezystywności, przepływ prądu, liczba nośników prądu w normalnej temperaturze, nakładanie się pasm, zachowanie 0 kelwinów , Formacja, elektrony walencyjne i ich przykłady.

  • Rezystancja przewodnika jest niska, podczas gdy półprzewodnik jest umiarkowany.
  • Przewodność przewodnika jest wysoka, podczas gdy półprzewodnik jest umiarkowany.
  • Przewodnik ma dużą liczbę elektronów do transmisji, podczas gdy półprzewodnik ma bardzo małą liczbę elektronów do transmisji.
  • Współczynnik temperaturowy przewodnika jest dodatni, podczas gdy półprzewodnik ma ujemny.
  • Przewodnik nie ma zakazanej przerwy, podczas gdy półprzewodnik nie ma zakazanej przerwy.
  • Wartość rezystywności przewodnika jest mniejsza niż 10-5 Ω-m, więc jest pomijalna, podczas gdy półprzewodnik ma wśród wartości przewodników i izolatorów 10-5 Ω-m-105 Ω-m.
  • Ilość nośników prądu w zwykłej temperaturze w przewodniku jest bardzo duża, natomiast w półprzewodnikach niewielka.
  • Wartość przewodnictwa przewodnika jest bardzo wysoka 10-7mho / m, podczas gdy półprzewodnik ma wśród izolatorów i przewodników od 10-13mho / m do 10-7mho / m.
  • Przepływ prądu w przewodniku jest spowodowany swobodnymi elektronami, natomiast w półprzewodnikach - dziurami i swobodnymi elektronami.
  • Tworzenie przewodnika może odbywać się przez wiązanie metaliczne, podczas gdy w półprzewodniku można go formować przez wiązanie kowalencyjne.
  • Zachowanie przewodnika na poziomie 0 kelwinów działa jak nadprzewodnik, podczas gdy w półprzewodniku działa jak izolator.
  • Elektrony walencyjne w przewodniku są jednym w zewnętrznej powłoce, podczas gdy w półprzewodniku jest to cztery.
  • Pasma zachodzą na siebie w przewodniku, gdy zarówno pasma walencyjne, jak i przewodzące zachodzą na siebie, podczas gdy w półprzewodniku oba pasma są podzielone przestrzenią energii 1,1 eV
  • Głównymi przykładami przewodników są miedź, srebro, rtęć i aluminium, podczas gdy przykłady półprzewodników to krzem i german.

Tak więc chodzi o porównanie półprzewodników i przewodników. Plik przewodniki elektryczne to materiały lub obiekty, które pozwalają na przepływ prądu w jednym kierunku, w przeciwnym razie w większej liczbie kierunków. Dobre przewodniki to głównie miedź, aluminium i żelazo. Półprzewodniki to substancje stałe o przewodnictwie elektrycznym. Ta właściwość sprawia, że ​​nadaje się do sterowania prądem elektrycznym.

Z powyższych informacji można wreszcie wnioskować, że przewodnik ma zerową rezystancję, podczas gdy w półprzewodnikach istnieje możliwość sterowania przepływem prądu w półprzewodnikach. Ta właściwość jest wykorzystywana do projektowania wymagań dotyczących obwodów elektronicznych w czasie rzeczywistym z półprzewodnikami. Oto pytanie do Ciebie, jakie są zastosowania półprzewodników i przewodników?