ELEKTRIVOOL POOLJUHTIDES

11A klassile

Mis on pooljuht

• Pooljuhiks nimetatakse ainet, milles

puuduvad vabad laengukandjad,

kuid neid on kerge tekitada

• Elektrijuhtivuselt jäävad pooljuhid

juhtide ja mittejuhtide vahele

• Pooljuhtideks on 4. rühma

elemendid nagu

▪ räni (Si)

▪ germaanium (Ge)

Pooljuhi siseehitus

• 4. rühma elementide

aatomitel on neli

väliskihi elektroni

• Aatomid paiknevad

kristallis nii, et igal

aatomil on neli naabrit

• Nii jääb iga aatomi

ümber neli elektronpaari

ehk kaheksa elektroni (neli enda ja neli naabrite oma)

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Tavaolekus ei juhi

• Kõik elektronid on seotud paaridesse

• Vabu laengukandjaid pole

• Pooljuht tavaolekus elektrit ei juhi

Si

‒

‒

‒ ‒

Si ‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si ‒

‒ ‒ Si ‒

‒

Si

‒

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si ‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si ‒

‒ ‒ Si ‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si ‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si ‒

‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

Pooljuhi omajuhtivus • Soojuse või valguse toimel võib

elektron sidemest eemalduda

• Asemele jääb positiivne auk

• Ka auk võib edasi liikuda

• Ka auk võib edasi liikuda

• Pooljuhi laen- gukandjad on

▪ augud (+)

▪ elektronid (-)

+

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

Si

‒

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒

Omajuhtivuse kasutamine

• Kuna laengukandjaid tekitab soojus,

sõltub juhtivus temperatuurist

• Sellel põhineb termotakistite töö

• Termotakisteid kasutatakse

▪ temperatuuri mõõtmisel

▪ küttesüsteemide automatiseerimisel

Omajuhtivuse kasutamine

• Kuna laengukandjaid tekitab valgus,

sõltub juhtivus valgustatusest

• Sellel põhineb fototakistite töö

• Fototakisteid kasutatakse

▪ valguse mõõtmisel, signalisatsioonis

▪ valgustuse automatiseerimisel

Pooljuhi lisandjuhtivus

• Laengukandjaid saab tekitada lisades

teiste ainete aatomeid

• 5 väliselektroniga

aatom (As) annab

vaba elektroni

• 3 väliselektroniga

aatom (Al) annab

vaba augu

• Kahte liiki

pooljuhid: n ja p

As

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

Al

‒

‒ ‒ Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒ Si

‒

‒ ‒ Si

‒

‒ ‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒

Si

‒

‒

‒

Si

‒

‒

‒

+

Pooljuhtseadmed

• p- ja n-pooljuhte omavahel

kombineerides saab luua erinevaid

elektroonilisi seadmeid

• Mikroskeemid võivad sisaldada

miljoneid elektroonikakomponente

Pooljuhtide kasutamine elektroonikaseadmed

Pooljuhtide kasutamine LED (valgusdioodid)

Pooljuhtide kasutamine arvutid, side, meedia

Pooljuhid on laia kasutusega!