Zašto u dizajnu elektroničkih krugova koristimo poluvodiče umjesto vodiča

Zašto u dizajnu elektroničkih krugova koristimo poluvodiče umjesto vodiča

U osnovi se poluvodiči i vodiči uglavnom koriste u različitim vrstama električne i elektroničke komponente . Poluvodič je jedna vrsta materijala slična silicijumu, a ima neka svojstva i izolatora i vodiča. Ponašanje električne struje u silicij je vrlo siromašan. Međutim, ako u Si uvrstimo neka tla poput bora ili fosfora, tada ona provodi. Ali njegovo ponašanje uglavnom ovisi o dodanom tlu. Kad siliciju dodajemo fosforno tlo, tada on postaje poluvodič n-tipa. Slično tome, kada Si dodamo bor, on postaje poluvodič p-tipa. Količina elektrona u poluvodiču p-tipa malo je od čistog poluvodiča, dok poluvodič n-tipa ima više elektrona.



Što su poluvodiči i vodiči?

Sve komponente koje se koriste u modernoj elektronici su dizajniran s poluvodičima . The osnovno svojstvo poluvodiča je, manje provodi. Poluvodič neće električnu struju prenositi lako poput normalnog vodiča. Neki od materijala koriste vlastite poluvodiče, a poluvodička svojstva pojavit će se u tim materijalima. Ali, većina materijala koji se koriste u modernoj elektronici su vanjski. Oni se mogu pretvoriti u poluvodiče doping njih sa sićušnim količinama nepoznatih atoma. No, broj atoma potrebnih za dodavanje dopinga vrlo je malen.


Poluvodiči i vodiči

Poluvodiči i vodiči





Provodnici koji se uglavnom koriste u modernoj elektronici su metali koji uključuju čelik, aluminij i bakar. Ovi materijali slijede Ohmov zakon kao i da imaju vrlo mali otpor. Dakle, oni mogu prenositi električna struja s jednog mjesta na drugo bez rastvaranja puno struja.

Kao rezultat toga, ovo je korisno prilikom spajanja žica za prijenos struje s jednog mjesta na drugo. Oni pomažu u osiguravanju da većina električne struje postigne svoj cilj kao alternativa zagrijavanju spojnih žica između njih! Iako proizvodi neobičan zvuk, strujni otpornici također su obrađeni provodničkim materijalima. Ali, oni koriste vrlo male dijelove vodiča koji ne dopuštaju da struja teče prejednostavno.



Band modeli poluvodiča i vodiča

Poluvodič je uglavnom izolator. Ali, jaz u energiji je manji kad se suprotstavimo izolatorima. Valentni pojas je donekle termički zauzet pri temperaturi prostorije, dok je vodljivi pojas donekle nenaseljen. Jer električni prijenos otvoreno je povezan s brojem elektrona unutar prijenosnog pojasa (približno prazan) kao i s rupama u valentnom pojasu (potpuno zauzet). Može se procijeniti da će električna vodljivost vlastitog poluvodiča biti izuzetno mala.

Band modeli poluvodiča i vodiča

U opsežnom modelu vodiča, valentni pojas nije u potpunosti u upotrebi s elektronima, inače se puni valentni pojas preklapa kroz slijepi provodni pojas. Općenito se oba stanja događaju istodobno, protok elektrona može se kretati u nepotpuno zbijenom valentnom pojasu, inače unutar dva preklapajuća opsega. U njima ne postoji jaz za opseg između valencije i vodljivosti.


Razlika između poluvodiča i vodiča

Razlika između poluvodiča, kao i vodiča, uglavnom uključuje njegove karakteristike kao što su vodljivost, Otpornost, Zabranjena praznina, Koeficijent temperature, Provodljivost, Vrijednost vodljivosti, Vrijednost otpornosti, Protok struje, Broj nosača struje pri normalnoj temperaturi, Preklapanje opsega, Ponašanje Kelvina , Tvorba, valentni elektroni i njezini primjeri.

  • Otpornost vodiča je mala, dok je poluvodič umjeren.
  • Provodljivost vodiča je velika, dok je poluvodič umjeren.
  • Provodnik ima velik broj elektrona za prijenos, dok poluvodič ima vrlo mali broj elektrona za prijenos.
  • Koeficijent temperature vodiča je pozitivan, dok poluvodič ima negativan.
  • Provodnik nema zabranjeni razmak, dok poluvodič ima zabranjeni razmak.
  • Vrijednost otpornosti vodiča manja je od 10-5 Ω-m, pa je zanemariva, dok poluvodič ima među vrijednostima vodiča i izolatora, tj. 10-5 Ω-m-do-105 Ω-m.
  • Količina nosača struje pri uobičajenoj temperaturi u vodiču je vrlo velika, dok je u poluvodičima niska.
  • Vrijednost vodljivosti vodiča vrlo je visoka 10-7mho / m, dok poluvodiči imaju među izolatorima i vodičima 10-13mho / m do 10-7mho / m.
  • Protok struje u vodiču nastaje zbog slobodnih elektrona, dok u poluvodičima zbog rupa, kao i slobodnih elektrona.
  • Formiranje vodiča može se izvesti metalnim vezanjem, dok u poluvodiču može nastati kovalentnim vezanjem.
  • 0-kelvinsko ponašanje vodiča djeluje kao supravodič, dok u poluvodiču djeluje poput izolatora.
  • Valentni elektroni u vodiču jedan su u najudaljenijoj ljusci, dok su u poluvodiču četiri.
  • Preklapanje opsega u vodiču je i preklapanje valentnih i vodljivih opsega, dok su u poluvodiču obje vrpce podijeljene s energetskim prostorom od 1,1eV
  • Glavni primjeri vodiča su bakar, srebro, živa i aluminij, dok su poluvodički primjeri silicij i germanij.

Dakle, ovdje se radi o usporedbi između poluvodiča i vodiča. The električni vodiči su materijali ili predmeti koji dopuštaju strujanje struje u jednom smjeru, inače više smjerova. Dobri vodiči su uglavnom bakar, aluminij i željezo. Poluvodiči su čvrste tvari koje imaju električnu vodljivost. Ovo svojstvo čini ga prikladnim za regulaciju električne struje.

Iz gornjih podataka, konačno, možemo zaključiti da vodič nema nulti otpor, dok u poluvodičima postoji mogućnost upravljanja protokom struje u poluvodičima. Ovo se svojstvo koristi za projektiranje zahtjeva elektroničkog kruga u stvarnom vremenu s poluvodičima. Evo pitanja za vas, koje su primjene poluvodiča i vodiča?