88 78

Co to jest tranzystor półprzewodnikowy i do czego służy?

Tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa urządzenia wywodzi się od słów transkonduktancja (transconductance) z "półprzewodnikowym" przyrostkiem -stor jak w warystor (varistor).

Tranzystory:

do budowy wzmacniaczy różnego rodzaju: różnicowych, operacyjnych, mocy, selektywnych, szerokopasmowych.
Jest kluczowym elementem w konstrukcji wielu układów elektronicznych, takich jak źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, klucze elektroniczne, przerzutniki, generatory i wiele innych.

Charakterystyka napięciowo-prądowa złącza p-n i praktyczne wykorzystanie właściwości tegoż.

Na osi poziomej odciętych odkładamy napięcie +UF, które oznacza spadek napięcia na złączu w kierunku przepustowym, a napięcie UR — spadek napięcia w kierunku zaporowym. Prąd oznacza prąd płynący w kierunku przepustowym, a prąd IR — prąd płynący w kierunku zaporowym.

Złącze p-n ma więc właściwości:

prostujące: jeśli przyłożyć do niego napięcie przemienne ,tylko prąd płynący w jednym kierunku zostanie przepuszczony.

Oświetlenie złącza p-n może spowodować (jeśli fotony padającego światła mają odpowiednią energię) wzbudzenie elektronów z pasma walencyjnego do przewodzenia–powstają więc dodatkowe nośniki prądu (para dziura-elektron), które będą wędrowały do odpowiednich obszarów złącza. W zamkniętym obwodzie elektrycznym popłynie więc prąd elektryczny.
Krzemowa bateria słoneczna działajak0,5V ogniwo o wydajności przemiany energii świetlnej na elektryczną ok.15%.Gdy do baterii słonecznej przyłożyć napięcie w kierunku zaporowym, wówczas małe natężenie prądu zaporowego może zostać wielokrotnie zwiększone, jeżeli oświetlimy złącze p-n takiego układu. Foto prąd będzie proporcjonalny do szybkości padania fotonów na taką fotokomórkę(czyli natężenia oświetlenia). Inna nazwa fotokomórki to fotodioda.
Diody emitujące światło (LED) to małe diody złączowe (układy p-n) zasilane napięciem w kierunku przewodzenia na tyle dużym, że elektrony przewodnictwa w trakcie zderzeń wytwarzają kolejne pary elektron-dziura. Każdemu aktowi odwrotnemu–rekombinacji takiej pary– towarzyszy emisja fotonu o energii odpowiadającej wielkości przerwy energetyczne. Gdy przerwa ta równa jest ok .2eV(arsenek galu) to dioda taka emituje światło czerwone.

Wydajność zamiany energii elektrycznej na światło widzialne może dochodzić do 100%!

Energia Fermiego: definicja, od czego zależy.

Charakterystyczna dla danego ciała wartość EF to tzw. energia Fermiego.

Definiuje się ją w temperaturze zera bezwzględnego, jako najwyższą energię obsadzonego poziomu. W temperaturze różnej od 0K jest to energia stanu kwantowego obsadzona z prawdopodobieństwem 1/2

Energię Fermiego można obliczyć, korzystając z wprowadzonych pojęć gęstości stanów i prawdopodobieństwa obsadzeń. Dla elektronów spełniających postulaty statystyki Fermiego-Diraca, wynosi ona:

- ale na przykład dla sytuacji, gdy gęstość elektronów jest bardzo wielka (obiekty astronomiczne o dużej gęstości; do ich opisu trzeba stosować zależności mechaniki relatywistycznej), wzór na energię Fermiego przybiera postać:

Pasmowa teoria ciał stałych: pojęcie pasma, pasma walencyjnego, pasma przewodnictwa; podział ciał na przewodniki, półprzewodniki i izolatory w świetle powyższego opisu.

Jeżeli przerwa energetyczna między pasmem walencyjnym i pasmem przewodnictwa jest zbyt duża, aby udało się przez nią przedostać elektronom przez zwykłe pobudzenie termiczne, to takie ciało nazywamy izolatorem (dielektrykiem).W temperaturze zera bezwzględnego (lub w okolicach...) kryształ izolatora bądź półprzewodnika powinien mieć nieskończenie duży opór.