Ей там, колеги ентусиасти на електроника! Работя на доставчик на електронни компоненти и съм бил коляно - дълбоко в полупроводници от векове. Днес искам да се ровя как полупроводниковите компоненти провеждат електричество. Това е супер готина тема, която е в основата на много от устройствата, които използваме всеки ден.
Първо, нека свалим основите. Полупроводник е материал, който е вид в средата между проводник и изолатор. Метали като мед и алуминий са страхотни проводници. Те имат куп свободни електрони, които могат да се движат лесно, когато се прилага напрежение, което позволява електричеството да тече свободно през тях. Изолаторите, от друга страна, са материали като каучук или пластмаса. Техните електрони са плътно обвързани с атомите си и наистина е трудно да премине електричеството.
Полупроводници, добре, че са някъде в това в - между зоната. Най -често срещаният полупроводник е силиций. Силиконовите атоми имат четири валентни електрона. Те образуват ковалентни връзки със съседните си силициеви атоми, създавайки стабилна кристална структура. При абсолютна нулева температура всички електрони в силициев кристал са свързани в тези ковалентни връзки и той действа като изолатор. Но с увеличаване на температурата, някои от тези електрони печелят достатъчно енергия, за да се освободят от връзките си и да станат свободни електрони.
Когато електрон се освободи от ковалентната си връзка, той оставя след себе си „дупка“ в кристалната решетка. Тази дупка не е действителна физическа дупка, а по -скоро място, където липсва електрон. И ето интересната част: дупките също могат да провеждат електричество по някакъв начин. Те действат като положителни носители на заряд.
Позволете ми да ви дам малко аналогия. Помислете за театър, пълен с хора. Всички седят на местата си (като електрони в ковалентните си връзки). Когато някой стане и излезе от театъра (електрон се освобождава), се оставя празна седалка (дупка). Сега, ако друг човек реши да се премести на тази празна седалка, сякаш празната седалка (дупката) се е преместила на ново място. В полупроводник, близкият електрон може да скочи в дупката и изглежда, че дупката се движи в обратна посока на движението на електрона.
Сега можем да модифицираме полупроводници, за да подобрим тяхната проводимост. Този процес се нарича допинг. Има два основни типа допинг: n - тип и p - тип.
В N - тип допинг, ние добавяме примеси към полупроводника, които имат повече валентни електрони, отколкото самите полупроводникови атоми. Например, ако ние припомним силиций с фосфор (който има пет валентни електрона), четири от тези електрони ще образуват ковалентни връзки със силиконовите атоми, но петият електрон ще бъде сравнително свободен да се движи наоколо. Така че, в полупроводници от N - тип, електроните са мнозинството носители, а допълнителните електрони от допантните атоми увеличават проводимостта на материала.
От друга страна, в P - тип допинг използваме примеси, които имат по -малко валентни електрони. Например, когато влагаме силиций с Борон (който има три валентни електрона), в кристалната решетка ще има дупка, където се предполага, че електронът се свързва с атома на бор. В P - тип полупроводници дупките са мнозинството носители.
Когато обединим N - тип и AP - тип полупроводник заедно, създаваме нещо, наречено AP - N Junction. Това е основата на много полупроводникови устройства като диоди, транзистори и т.н.
При AP - N кръстовище възниква дифузионен процес. Мнозинството носители в N - региона (електрони) започват да се дифундират в P -региона, а мнозинството носители в P -региона (дупките) се дифундират в N - региона. Докато правят това, те се рекомбинират с противоположните носители. Това създава регион в близост до кръстовището, където няма мобилни превозвачи, и се нарича регион за изчерпване.
Когато приложим напред пристрастие към p - n кръстовището (положително напрежение към p - областта и отрицателното напрежение към N - областта), външното напрежение намалява ширината на изчерпващата област. Електрическото поле, създадено от външното напрежение, тласка мнозинството носители към кръстовището. Електроните в N - областта се изтласкват към P - областта, а дупките в P - областта се изтласкват към N - региона. Когато се срещнат на кръстовището, те рекомбинират и ток може да тече през устройството.
Обратно, когато прилагаме обратното отклонение (положително напрежение към N - областта и отрицателното напрежение към P - областта), външното напрежение увеличава ширината на изчерпващата област. За мнозинството носители става много трудно да пресекат кръстовището и само много малък обратен ток на изтичане преминава през устройството.
Сега, нека поговорим за някои от компонентите, които предлагаме като доставчик на електронни компоненти. Имаме няколко страхотни кондензатори в нашия каталог. ПогледнетеCBB61 AC мотор начален кондензатор. Това е ключов компонент за стартиране на AC двигатели. Кондензаторите работят чрез съхраняване и освобождаване на електрическа енергия. В случай на начални кондензатори, те осигуряват тласък на енергията за стартиране на въртенето на двигателя.
Друг отличен продукт еCD60 Старторен кондензатор. Тези кондензатори са проектирани да се справят с високите текущи изисквания по време на началната фаза на различно електрическо оборудване. Те са наистина надеждни и имат дълъг служебен живот.
Имаме иCBB65 AC кондензатор на двигателя. Този тип кондензатор се използва за подобряване на коефициента на мощност и ефективността на променливи двигатели. Той помага за намаляване на консумацията на енергия и направата на двигателя да работи по -гладко.
Ако сте в изграждането на електронни вериги или поддържате електрическо оборудване, разбирате как компонентите на полупроводниците провеждат електричество е от решаващо значение. А наличието на правилни компоненти е също толкова важно. Независимо дали работите по малък проект за сам DIY или с голямо приложение на мащаб, имаме необходимите части.
Ако се интересувате от нашите продукти, ще се радваме да си поговорим с вас. Можем да обсъдим вашите специфични изисквания, да предложим техническа поддръжка и да ви помогнем да намерите най -добрите компоненти за вашите нужди. Не се колебайте да се свържете с дискусия за възлагане на обществени поръчки.
Референции:
- Streetman, BG, & Banerjee, SK (2000). Твърдо състояние Електронни устройства. Prentice Hall.
- Neaman, DA (2002). Полупроводникова физика и устройства: Основни принципи. McGraw - Hill.