Ero sivun ”Puolijohde” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Selaa historiaa interaktiivisesti
[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
valenssivyö ei oo täysi p-tyypin puolijohteis, väliotsikko, pientä muokkausta
Ei muokkausyhteenvetoa
Rivi 2: Rivi 2:
{{Lähteetön}}
{{Lähteetön}}


'''Puolijohde''' on materiaali, joka johtaa sähköä paremmin kuin eriste, mutta huonommin kuin metallit.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Rolf Enderlein & Norman J. M. Horing| Nimeke = Fundamentals Of Semiconductor Physics And Devices| Kappale = | Sivu = 1| Selite = | Julkaisija = World Scientific | Vuosi = 1997| Tunniste = ISBN 9789810223878| Viitattu = 2.1.2013| Kieli = {{en}}}}</ref> Se on materiaali, jonka [[elektronivyörakenne|valenssivyö]]n ja johtavuusvyön välinen energiaero (noin 1&nbsp;[[elektronivoltti|eV]])<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Alan Owens| Nimeke = Compound Semiconductor Radiation Detectors| Kappale = | Sivu = 6| Selite = | Julkaisija = CRC Press | Vuosi = 2012| Tunniste = ISBN 9781439873120 | Viitattu = 4.9.2013| Kieli = {{en}}}}</ref> on huomattavasti pienempi kuin eristeillä, mikä helpottaa elektronin siirtymistä vyöltä toiselle.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Juha Aaltonen, Seppo Kousa & Jyrki Stor-Pellinen| Nimeke = Elektroniikan perusteet| Kappale = | Sivu = 48| Selite = | Julkaisija = Limes ry| Vuosi = 1999| Tunniste = ISBN 9517451822| Viitattu =4.9.2013 }}</ref>
'''Puolijohde''' on materiaali, joka johtaa sähköä paremmin kuin eriste, mutta huonommin kuin metallit.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Rolf Enderlein & Norman J. M. Horing| Nimeke = Fundamentals Of Semiconductor Physics And Devices| Kappale = | Sivu = 1| Selite = | Julkaisija = World Scientific | Vuosi = 1997| Tunniste = ISBN 9789810223878| Viitattu = 2.1.2013| Kieli = {{en}}}}</ref> Se on materiaali, jonka [[elektronivyörakenne|valenssivyö]]n ja johtavuusvyön välinen energiaero (noin 1&nbsp;[[elektronivoltti|eV]])<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Alan Owens| Nimeke = Compound Semiconductor Radiation Detectors| Kappale = | Sivu = 6| Selite = | Julkaisija = CRC Press | Vuosi = 2012| Tunniste = ISBN 9781439873120 | Viitattu = 4.9.2013| Kieli = {{en}}}}</ref> on huomattavasti pienempi kuin eristeillä, mikä helpottaa elektronin siirtymistä vyöltä toiselle.<ref name="aaltonen48">{{Kirjaviite | Tekijä = Juha Aaltonen, Seppo Kousa & Jyrki Stor-Pellinen| Nimeke = Elektroniikan perusteet| Kappale = | Sivu = 48| Selite = | Julkaisija = Limes ry| Vuosi = 1999| Tunniste = ISBN 9517451822| Viitattu =4.9.2013 }}</ref>


Puolijohteita ovat [[puolimetalli|puolimetalleiksi]] luokitellut alkuaineet ja useat niitä sisältävät yhdisteet. Teknisesti tärkeimmät puolijohteet ovat [[pii (alkuaine)|pii]], [[germanium]] sekä [[alkuaineiden jaksollinen järjestelmä|jaksollisen järjestelmän]] III ja V ryhmän alkuaineiden yhdisteet (''III-V -puolijohteet'') kuten [[galliumarsenidi]].
Puolijohteita ovat [[puolimetalli|puolimetalleiksi]] luokitellut alkuaineet ja useat niitä sisältävät yhdisteet. Teknisesti tärkeimmät puolijohteet ovat [[pii (alkuaine)|pii]], [[germanium]] sekä [[alkuaineiden jaksollinen järjestelmä|jaksollisen järjestelmän]] III ja V ryhmän alkuaineiden yhdisteet (''III-V -puolijohteet'') kuten [[galliumarsenidi]].
Rivi 11: Rivi 11:
Puolijohteessa johtavuusvyö kylmässä on tyhjä, joten matalissa lämpötiloissa puolijohde toimii [[eriste]]enä, mutta huoneenlämmössä lämpövärähtelyt nostavat elektroneja valenssivyöstä johtavuusvyöhön ja puolijohde toimii [[johde|johteena]].
Puolijohteessa johtavuusvyö kylmässä on tyhjä, joten matalissa lämpötiloissa puolijohde toimii [[eriste]]enä, mutta huoneenlämmössä lämpövärähtelyt nostavat elektroneja valenssivyöstä johtavuusvyöhön ja puolijohde toimii [[johde|johteena]].


Puolijohteen sähkönjohtavuutta voidaan muuttaa lisäämällä siihen epäpuhtauksia, minkä takia puolijohteet ovat hyödyllisiä [[elektroniikka|elektroniikassa]]. Nämä epäpuhtaudet lisäävät joko [[elektroni]]en tai [[Elektroni aukko|aukkojen]] määrää.
Puolijohteen sähkönjohtavuutta voidaan muuttaa lisäämällä siihen epäpuhtauksia,<ref name="aaltonen48"/> minkä takia puolijohteet ovat hyödyllisiä [[elektroniikka|elektroniikassa]]. Nämä epäpuhtaudet lisäävät joko [[elektroni]]en tai [[Elektroni aukko|aukkojen]] määrää.


==Puolijohdetyypit ja -komponentit==
==Puolijohdetyypit ja -komponentit==

Versio 6. syyskuuta 2013 kello 11.15

 Tämän artikkelin tai sen osan paikkansapitävyys on kyseenalaistettu. Voit auttaa varmistamaan, että kyseenalaistetut väittämät ovat luotettavasti lähteistettyjä. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla.
 Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä, joten tiedot kannattaa tarkistaa muista tietolähteistä.
Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkeliin tarkistettavissa olevia lähteitä ja merkitsemällä ne ohjeen mukaan.

Puolijohde on materiaali, joka johtaa sähköä paremmin kuin eriste, mutta huonommin kuin metallit.[1] Se on materiaali, jonka valenssivyön ja johtavuusvyön välinen energiaero (noin 1 eV)[2] on huomattavasti pienempi kuin eristeillä, mikä helpottaa elektronin siirtymistä vyöltä toiselle.[3]

Puolijohteita ovat puolimetalleiksi luokitellut alkuaineet ja useat niitä sisältävät yhdisteet. Teknisesti tärkeimmät puolijohteet ovat pii, germanium sekä jaksollisen järjestelmän III ja V ryhmän alkuaineiden yhdisteet (III-V -puolijohteet) kuten galliumarsenidi.

Puolijohteen toimintaperiaate

Kiinteässä aineessa elektronit voivat olla joko valenssivyöllä tai johtavuusvyöllä. Näiden välissä on niin sanottu kielletty energiavyö, jossa elektronit eivät voi olla. Sähkövirran kuljetukseen osallistuvat vain elektronit, jotka ovat vajaasti täytetyllä vyöllä. Jos valenssivyö on täynnä, virtaa kuljettavat vain johtavuusvyöllä olevat elektronit.

Puolijohteessa johtavuusvyö kylmässä on tyhjä, joten matalissa lämpötiloissa puolijohde toimii eristeenä, mutta huoneenlämmössä lämpövärähtelyt nostavat elektroneja valenssivyöstä johtavuusvyöhön ja puolijohde toimii johteena.

Puolijohteen sähkönjohtavuutta voidaan muuttaa lisäämällä siihen epäpuhtauksia,[3] minkä takia puolijohteet ovat hyödyllisiä elektroniikassa. Nämä epäpuhtaudet lisäävät joko elektronien tai aukkojen määrää.

Puolijohdetyypit ja -komponentit

N-tyyppisiä puolijohteita saadaan seostamalla rakenteeseen atomeja (esimerkiksi As), joilla on enemmän valenssielektroneja kuin isäntäatomeilla (tässä Si). Tällöin ylimääräiset elektronit voivat johtaa sähköä.

P-tyyppinen puolijohde saadaan lisäämällä rakenteeseen atomeja (esimerkiksi B), jolla on vähemmän valenssielektroneja kuin isäntäatomeilla (tässä Si). Tällöin muodostuvat positiiviset aukot toimivat varauksenkuljettajina. Piissä aukoilla on varauksenkuljettajina huonompi liikkuvuus kuin elektroneilla.

Yhdistepuolijohteet ovat kahden tai useamman alkuaineen yhdisteitä, jotka yhdessä toimivat puolijohteena. Niitä käytetään usein LEDeissä, koska niillä on mahdollista tuottaa ihmissilmälle näkyvän valon aallonpituuksia. Joistakin yhdistelmäpuolijohteista pystyy valmistamaan pii- ja germaniumpuolijohteita nopeampia transistoreita. Esimerkiksi galliumarsenidi, galliumarsenidifosfidi, galliumfosfidi, galliumantimonidi, indiumarsenidi, indiumfosfidi ja indiumantimonidi ovat yhdistepuolijohteita.

Puolijohdekomponentteja: diodi, LED (valodiodi), transistori, tyristori, mikropiiri, diac, triac, aurinkokenno

Katso myös

Viitteet

  1. ↑ Rolf Enderlein & Norman J. M. Horing: Fundamentals Of Semiconductor Physics And Devices, s. 1. World Scientific, 1997. ISBN 9789810223878. (englanniksi)
  2. ↑ Alan Owens: Compound Semiconductor Radiation Detectors, s. 6. CRC Press, 2012. ISBN 9781439873120. (englanniksi)
  3. ↑ a b Juha Aaltonen, Seppo Kousa & Jyrki Stor-Pellinen: Elektroniikan perusteet, s. 48. Limes ry, 1999. ISBN 9517451822.

Aiheesta muualla

Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Puolijohde&oldid=13507608”