Semiklasicni opis prevodnikov

1
Semiklasicni opis prevodnikov
2
Prevodnik
3
(No Transcript)
4
(No Transcript)
5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
Pasovi v kristalu
atomska limita
17
Pasovi v kristalu
atomska limita
18
Pasovi v kristalu
atomska limita
19
Pasovi v kristalu
atomska limita
20
Pasovi v kristalu
atomska limita
21
Pasovi v kristalu
atomska limita
lupine
lupine
22
Pasovi v kristalu
atomska limita
vrzeli
vrzeli
lupine
lupine
23
atomska limita
                                                          
   
vrzel
lupina
jedro
24
atomska limita
kristal
                                                          
   
vrzel
lupina
energ. pas
jedro
25
prevodni pas

atomska limita
                                                          
   
vrzel
lupina
valencni
jedro
26
prevodni pas
atomska limita

                                                          
   
vrzel
lupina
valencni
jedro
27
prevodni pas

atomska limita
kristal
                                                          
   
vrzel
lupina
energ. pas
jedro
prevodni pas
valencni pas
vrzeli
28
(No Transcript)
29
Prikljucimo na baterijo tok ne tece
30
(No Transcript)
31
Prikljucimo na baterijo tok tece
32
"kato" - dol(i) "ano"  - gor(i) "hodos" -
pot "kat-hodos" - pot dol "an-odos" - pot
gor "kat-hienai" (naglas na e) poslati
dol "hypo" - pod "teinein" - napenjati,
nategovati, raztezati se "gramme"
- crta "hypo-teinousa" (gramme) (grška
izgovarjava "hipotéjnusa") -
spodaj se raztezajoca (crta)
33
prevodni pas
34
prevodni pas
35
prevodni pas
36
prevodni pas
37
prevodni pas
38
prevodni pas
39
?
zapolnjen pas
40
?
zapolnjen pas
41
?
zapolnjen pas
42
?
zapolnjen pas
43
?
zapolnjen pas
44
semi - lat. polovicen popoli ...duco -
vleci nesti peljaticonduco - peljati
skupaj nesti ...conductor - najemnik
zakupnik podjetnik...
45
semi - lat. polovicen popoli ...duco -
vleci nesti peljaticonduco - peljati
skupaj nesti ...conductor - najemnik
zakupnik podjetnik...
elektroni
vrzeli
zapolnjen pas
46
semi - lat. polovicen popoli ...duco -
vleci nesti peljaticonduco - peljati
skupaj nesti ...conductor - najemnik
zakupnik podjetnik...
elektroni
vrzeli
zapolnjen pas
47
(No Transcript)
48
(No Transcript)
49
(No Transcript)
50
prevodnik, kovina
izolator, dielektrik
polprevodnik
51
Tok in potovalna hitrost

• DV S Dx.
• n naj bo prostorninska gostota elektronov.
• število elektronov v DV je n S Dx.
• ustrezni naboj De (n S Dx)e.
• razdalja, ki ustreza potovanju s potovalno
  hitrostjo v Dt Dx v Dt.
• in De (n S v Dt)e.
• Elektricni tok je torej I De/ Dt
  env S.

52
Tok v vodniku

• V izoliranem prevodniku se elektroni gibljejo v
  nakljucnih smereh.
• Pritisnjena napetost na vodnik ustvari elektricno
  polje, ki povzroca silo na elektrone.
• Elektroni se vseeno gibljejo precej nakljucno.
• Na svoji poti skozi snov doživljajo trke z
  drugimi elektroni, jedri, ioni in izgubljajo ali
  pridobivajo energijo.
• Delo elektricnega polja nadomesti energijske
  izgube zaradi trkov.
• Elektroni se zato v polju v povprecju gibljejo v
  isto smer.

53
Primer

• Po bakreni žici s presekom 3.00 mm2 tece tok 10
  A. Gostota Cu je 8.95 g/cm3, vsak atom prispeva
  po en elektron. Kolikšna je potovalna hitrost v
  Cu?

• Vemo torej
• S 3.00.10-6 m2
• I 10 A
• r 8.95 g/cm3.
• e 1.6 x 10-19 C.
• n 6.02x1023 at./mol x 8.95 g/cm3 x ( 63.5
  g/mol)-1
• n 8.48 x 1022 / cm3.

1 m dolgo žico torej elektron prepotuje v 1 uri.
54
Upor in Ohmov zakon
U
I
I
Georg Simon Ohm(1787-1854)
DV
55
Ohm
U
R
I
56
Ohm
U
R
I
Cas med trkoma
57
Ohm
U
R
I
58
(No Transcript)
59
(No Transcript)
60
(No Transcript)
61
(No Transcript)
62
(No Transcript)
63
(No Transcript)
64
(No Transcript)
65
(No Transcript)
66
(No Transcript)
67
Vrzeli dobimo z dopiranjem
68
(No Transcript)
69
(No Transcript)
70
(No Transcript)
71
(No Transcript)
72
(No Transcript)
73
Gostota stanj
energija
kemijski potencial (najvišja energija
elektronov pri T0)
gostota stanj
74
Gostota stanj
energija
kemijski potencial
gostota stanj
75
Gostota stanj
energija
kemijski potencial
gostota stanj
76
Gostota stanj
energija
kemijski potencial
gostota stanj
77
Gostota stanj
energija
donor
vrzel
donorski pas
gostota stanj
78
Gostota stanj
energija
donor
vrzel
donorski pas
gostota stanj
79
Uporaba tranzistor
80
(No Transcript)
81
(No Transcript)