Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Kako povzročiti metaloide za vodenje električnih tokov
- Predstavljamo Dopants Silicon in Germanium
- Razlika med germanijem in silicijem
Ko pomislimo na elektronske naprave, pogosto pomislimo na to, kako hitro te naprave delujejo ali kako dolgo lahko napravo upravljamo, preden napolnimo baterijo. Večina ljudi ne razmišlja o tem, iz česa so sestavljene komponente njihovih elektronskih naprav. Medtem ko se vsaka naprava razlikuje po svoji konstrukciji, imajo vse te eno skupne stvari - elektronska vezja s sestavnimi deli, ki vsebujejo kemične elemente silicij in germanij.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Silicij in germanij sta dva kemična elementa, imenovana metalloidi. Tako silicij kot germanij je mogoče kombinirati z drugimi elementi, imenovanimi dopanti, za ustvarjanje trdnih elektronskih naprav, kot so diode, tranzistorji in fotoelektrične celice. Primarna razlika med silicijevimi in germanijevimi diodami je napetost, ki je potrebna, da se dioda vklopi (ali postane "pristranska naprej"). Silicijeve diode potrebujejo 0,7 volta, da postanejo premikane naprej, medtem ko germanijeve diode potrebujejo le 0,3 volta, da postanejo premikane naprej.
Kako povzročiti metaloide za vodenje električnih tokov
Germanij in silicij sta kemična elementa, imenovana metalloidi. Oba elementa sta krhka in imata kovinski lesk. Vsak od teh elementov ima zunanjo elektronsko lupino, ki vsebuje štiri elektrone; Ta lastnost silicija in germanija otežuje, da bi bil kateri koli element v najčistejši obliki dober električni vodnik. Eden od načinov, da povzroči metaloid prosto vodenje električnega toka, segreva. Če dodate toploto, se prosti elektroni v metaloidu gibljejo hitreje in potujejo bolj svobodno, kar omogoča uporabiti električni tok, če je razlika v napetosti preko metaloida dovolj za skok v prevodni pas.
Predstavljamo Dopants Silicon in Germanium
Drug način za spremembo električnih lastnosti germanija in silicija je vnos kemičnih elementov, imenovanih dopant. Elemente, kot so bor, fosfor ali arzen, najdemo na periodični tabeli v bližini silicija in germanija. Ko se dopantji uvedejo v metaloid, dopant bodisi doda dodaten elektron v zunanjo elektronsko lupino metaloida ali pa metaloidu odvzame enega od njegovih elektronov.
V praktičnem primeru diode je košček silikona prepojen z dvema različnima sesalnima spojinama, kot sta bor na eni strani in arzen na drugi strani. Točka, kjer se borova stran z borom sreča z armensko stranjo, se imenuje stik P-N. Za silikonsko diodo se borova stran, imenovana silicij tipa P, ker vnos bora odvzame silicij elektronu ali uvede elektronsko luknjo. Na drugi strani se silicij, ki ga vsebuje arzen, imenuje „N "silicij tipa", ker doda elektron, kar olajša pretok električnega toka, ko se na diodo nanese napetost.
Ker dioda deluje kot enosmerni ventil za pretok električnega toka, mora biti na obeh polovicah diode napetostni diferencial in mora biti nameščen v pravilnih območjih. V praksi to pomeni, da mora biti pozitivni pol vira napajanja nameščen na žico, ki gre na material tipa P, negativni drog pa na material N tipa, da dioda izvaja električno energijo. Ko se dioda pravilno napaja in dioda vodi električni tok, naj bi bila dioda vnaprej odvisna. Kadar se negativni in pozitivni pola vira napajanja nanašajo na materiale z nasprotno polariteto diode - pozitivni pol na material N tipa in negativni pol na material tipa P - dioda ne izvaja električnega toka, pogoj, znanega kot povratna pristranskost.
Razlika med germanijem in silicijem
Glavna razlika med germanijsko in silicijevo diodo je napetost, pri kateri začne električni tok prosto teči po diodi. Germanijska dioda običajno začne izvajati električni tok, ko napetost pravilno deluje prek diode, ki doseže 0,3 volta. Silicijeve diode potrebujejo več napetosti za vodenje toka; potrebnih je 0,7 voltov, da se ustvari položaj premika naprej v silicijevi diodi.