Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Cara Menyebabkan Metaloid Menjalankan Arus Elektrik
- Memperkenalkan Dopan untuk Silicon dan Germanium
- Perbezaan Antara Germanium dan Silikon
Apabila kita memikirkan peranti elektronik, kita sering berfikir tentang bagaimana pantas peranti ini beroperasi atau berapa lama kita boleh mengendalikan peranti sebelum mengecas semula bateri. Apa yang kebanyakan orang tidak fikir adalah komponen komponen dalam peranti elektronik mereka. Walaupun setiap peranti berbeza dalam pembinaannya, semua peranti ini mempunyai satu perkara yang sama - litar elektronik dengan komponen yang mengandungi unsur kimia silikon dan germanium.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Silikon dan germanium adalah dua unsur kimia yang dipanggil metaloid. Kedua-dua silikon dan germanium boleh digabungkan dengan unsur-unsur lain yang dipanggil dopan untuk mewujudkan peranti elektronik keadaan pepejal, seperti dioda, transistor dan sel fotoelektrik. Perbezaan utama antara dioda silikon dan germanium adalah voltan yang diperlukan untuk menghidupkan diod (atau menjadi "kehebatan ke hadapan"). Dioda silikon memerlukan 0.7 volt untuk menjadi bias ke hadapan, sedangkan diod germanium hanya memerlukan 0.3 volt untuk menjadi bias ke hadapan.
Cara Menyebabkan Metaloid Menjalankan Arus Elektrik
Germanium dan silikon adalah unsur kimia yang dipanggil metaloid. Kedua-dua unsur rapuh dan mempunyai kilauan logam. Setiap elemen ini mempunyai shell elektron luaran yang mengandungi empat elektron; sifat silikon dan germanium ini menjadikan sukar untuk sama ada elemen dalam bentuk paling tulen untuk menjadi konduktor elektrik yang baik. Satu cara untuk menyebabkan metalloid untuk menjalankan arus elektrik secara bebas adalah memanaskannya. Menambah haba menyebabkan elektron bebas dalam metalloid bergerak lebih laju dan bergerak dengan lebih bebas, membolehkan arus elektrik yang digunakan untuk mengalir jika perbezaan voltan merentasi metalloid cukup untuk melompat ke jalur konduksi.
Memperkenalkan Dopan untuk Silicon dan Germanium
Satu lagi cara untuk mengubah sifat elektrik germanium dan silikon adalah untuk memperkenalkan unsur kimia yang dipanggil dopan. Unsur-unsur seperti boron, fosforus atau arsenik boleh didapati di meja berkala berhampiran silikon dan germanium. Apabila dopan diperkenalkan kepada metaloid, dopan sama ada menyediakan elektron tambahan kepada cangkang elektron luaran metalloid atau menghalang metalloid salah satu daripada elektronnya.
Dalam contoh praktikal diod, sekeping silikon dihidupkan dengan dua dopan yang berbeza, seperti boron di satu sisi dan arsenik di sisi yang lain. Titik di mana bahagian boron-doped memenuhi sisi doped arsenik dipanggil persimpangan P-N. Diod silikon, bahagian boron-doped dipanggil "P-jenis silikon" kerana pengenalan boron menghilangkan silikon elektron atau memperkenalkan "lubang elektron." Di sisi lain, silikon-doped arsenik dipanggil "N -type silikon "kerana ia menambah elektron, yang memudahkan arus elektrik mengalir apabila voltan dikenakan pada diod.
Oleh sebab diod bertindak sebagai injap sehala untuk aliran arus elektrik, mesti ada perbezaan voltan yang digunakan untuk kedua-dua bahagian diod, dan ia mesti digunakan di kawasan yang betul. Secara praktikal, ini bermakna tiang positif sumber kuasa mesti digunakan pada dawai yang pergi ke bahan P-jenis, sementara tiang negatif mesti digunakan pada bahan N-jenis untuk diod untuk menjalankan elektrik. Apabila kuasa digunakan dengan betul ke diod, dan diod sedang menjalankan arus elektrik, diode dikatakan bersifat bias. Apabila kutub negatif dan positif sumber kuasa dikenakan kepada bahan kutub bertentangan tiang - kutub positif untuk bahan N-jenis dan kutub negatif kepada bahan P-jenis - sebuah diod tidak menjalankan arus elektrik, keadaan yang dikenali sebagai bias terbalik.
Perbezaan Antara Germanium dan Silikon
Perbezaan utama di antara germanium dan dioda silikon adalah voltan di mana arus elektrik mula mengalir secara bebas melintasi diod. Diod germanium biasanya mula menjalankan arus elektrik apabila voltan yang betul diterapkan merentasi diod mencapai 0.3 volt. Diod silikon memerlukan lebih banyak voltan untuk menjalankan arus; ia mengambil masa 0.7 volt untuk mewujudkan keadaan bias ke hadapan dalam satu diod silikon.