Poluvodiči

Poluvodiči osnove

materijal električne vodljivosti

najčešće izrađen od silicija, germanija, galijeva arsenida...

poluvodič bez primjesan naziva se intrinzični poluvodič

N-tip poluvodića

većonski nosioci naboja elektroni, a manjinski šupljine

nastaje tako što se čistom poluvodiču dodaje element za jedan veće valencije

P-tip poluvodiča

većinski nosioci naboja šupljine, a manjinski elektroni

nastaje tako što se čistom poluvodiču dodaje elemen za jedan manje valencije

PN-spoj

dvoslojna struktura sastavljena od P-tipa i N-tipa, a između slojeva se nalazi osiromašeni područje bez slobodnih nosicioca naboja

propusno polariziran-provodi struju

pozitivni pol je spojen na P-stranu, a negativni na N-stranu

zaporno polariziran-ne provodi struju

pozitivni pol je spojen na N-stranu, a negativni na P-stranu

teče zaporna (negativna) struja

lavinski proboj- događa se pri visokom naponu, elektroni u prijelazu dobivaju dovoljno energiju da mogu pokidati kovalentne veze

zenerov proboj- događa se pri niskom naponu, kod jako dopiranih P i N-strana, što je osiromašeno područje uže, tuneliranje je veće

Unipolarni tranzistori

aktivna poluvodička komponenta, obično s tri priključka

tri elektrode: upravljačka elektroda (G-gate), izvor (S-source) i odvod (D-drain)

naponski upravljiv tranzistor

u vođenju struje sudjeluju samo većinski nosioci naboja

FET

tranzistor s učinkom polja

JFET

spojni tranzistor s učimkom polja

IGFET(ako je izolator silicijev dioksid, koristi se naziv MOSFET)

tranzistor s učinkom polja i izoliranom upravljačkom elektrodom

grade se kao N-kanalni i P-kanalni osiromašenog i obogaćenog tipa

obogaćeni tip

u uvjetima ravnoteže ne postoji vodljivi kana

za stvaranje kanala dovodimo pozitivni napon UGS za N-kanalni, a suprotno tome negativni UGS za P-kanalni MOSFET

osiromašeni tip

u uvjetima ravnnoteže postoji vodljivi kanal

za razgradnju kanala potrebno dovesti negativni UGS za N-kanalni, a pozitivni UGS za P-kanalni MOSFET

Bipolarni tranzistori

troslojna poluvodička komponenta, kojoj su dva sloja istog tipa odvojena slojem suprotnog tipa

sastoji se od tri elektrode: emiter e, baza B i kolektor C

u vođenju struje sudjeluje oba tipa nosilaca naboja

NPN-spoj

većinski nosioci naboja elektroni

normalno aktivno područje
propusno polariziran PN-spoj baza-emiter
zaporno polariziran PN-spoj baza-kolektor

tranzistor vodi struju i struje su međusobno proporcionalne

inverzno aktivno područje
propusno polariziran PN-spoj baza-kolektor
zaporno polariziran PN-spoj baza-emiter

zamijenjene uloge emitera i kolektora, zbog lošijih parametra, ne koristi se u tom području

područje zasićenja
oba PN-spoja su propusno polarizirana

uključena sklopka=stanje zasićenja

područje zapiranja
oba PN-spoja su zaporno polarizirana

isključena sklopka=stanje zapiranja

PNP-spoj- razlikuje se od NPN-spoja po suprotnim predznacima napona, inače oba tipa rade na istom načelu

Vrste spoja

spoj zajedničke baze
emiter ulazni
kolektor izlazni
baza zajednički priključak

spoj zajedničkog emitera
baza ulazni
kolektor izlazni
emiter zajednički priključak

spoj zajedničkog kolektora
baza ulazni
emiter izlazni
kolektor zajednički priključak

Tiristori

zajednički naziv za poluvodičke komponente čiji se rad zasniva na složenoj PNPN strukturi unutar monokristala silicija

koriste se kao prekidačke komponente i kao ispravljači

sposobnost upravljanja signalima velikih snaga uz malu potrošošnju

sposobnost držanja blokirnog napona

vodljivo i nevodljivo stabilno stanje

Prema načelu rada:

jednosmjerni diodni tiristor

poluvodička komponenta s dvije elektrode koja vodi struju u samo jednom smjeru

tri PN prijelaza

može se uključiti samo pri pozitivnom naponu između anode i katode prekoračenjem napona prekretanja

jednosmjerni triodni tiristor

poluvodička komponenta s dvije elektrode koja vodi struju u samo jednom smjeru

tri PN-prijelaza

Dvosmjerni diodni tiristor

poluvodička komponenta s tri elektrode koja može voditi struju u oba smjera

peteroslojna NPNPN struktura

Dvosmjerni triodni tiristor

poluvodička komponenta s tri elektrode koja vodi struju u samo jednom smjeru

drži blokirni napon oba polariteta

OPTOELEKTRONIČKE KOMPNENTE

grana koja se bavi proučavanjem i primjenom optičkog signala vidljivog i bliskog infracrvenog spektra

Fotootpornik

električna komponenta koja svoj otpor mijenja promjenom svijetlosti, porastom svijetla otpor je manji

fotodioda

poluvodički svjetlosni senzor koji generira signal kada na njega djeluje svijetlost

koristi se za detekciju svjetlosnog signala i njegovo pretvaranje u električni signal

fototranzistor

svjetlošću upravljiv bipolarni tranzistor

primjena u industrijskoj elektronici, u sklopovima za upravljanje, za detekciju svijetlosti, kao svjetlosni senzor itd

fotoelement

poluvodička naprava koja pretvara svijetlost u električnu energiju

fotomoduli

nastaju spajanje više fotoelemenata

ne funkcioniraju bez svjetlosti

napajanjee za satove, kalkulatora, prometnih znakova..

svjetleća dioda

optoelektrični izvor koji pretvara električnu energiju u svjetlosnu

boja se mjenja ovisno o upotrebljenom materijalu

koriste se kao indikatori stanja na instrumentima, kućne žarulje, prometni znakovi..

optoelektronički veznik

elektronička komponenta koja u istom kućištu ima poluvodički izvor svijetlosti koji je kroz izolacijski optički medij povezan s fotodetektorom

laserska dioda

posebno projektirana PN-dioda koja pri propusnoj polarizaciji generira koherentnu svijetlost vrlo male širine spektra