آموزش کامل الکترونیک با مهندس زوارقی؛ جلسه 1

سلام و عرض ادب خدمت دوستان عزیزم امیوارم حال دلتون عالی باشه.

رسیدیم به یک فصل دیگر از ریاضیات دروس مهندسی و درس الکترونیک. توی این جلسه هم همراه ما باشید.

دسته بندی اجسام از نظر هدایت الکتریکی:

1. هادی (metal) :جریان الکتریکی را به راحتی از خود عبور می دهند و داریم:
2. نیمه هادی (semiconductor): ویژگی رسانایی آنها بین هادی و عایق است:
3. عایق (Insulator) : در میدان های الکتریکی معمولی، جریان را عبور نمی دهند:

چند نکته مهم:

1- هر چه پوسته (لایه) از مرکز اتم دورتر باشد، انرژی وابستگی الکترونهای آن به هسته کمتر خواهد بود.

2- در فلزات، چگونگی کنار هم قرار گرفتن اتمها به گونه ای است که نیروی وابستگی به هسته ی اتم برای الکترونهای لایه ی ظرفیت بسیار کم بوده و در دمای معمولی این الکترونها به هسته ی اتم تعلق خاصی نداشته و آزادانه در فضای اتمها جابجا می شوند. (الکترونهای آزاد)

چگالی الکترونهای آزاد در فلزات10²³ الکترون در cm³ است و عامل هدایت الکتریکی در فلزات الکترونهای آزاد هستند.

3- سرعت حرکت الکترونهای آزاد با میدان خارجی اعمال شده رابطه مستقیم دارد یعنی: V ∝ E در نتیجه: V = µ_e E  که در آن : µ_e قابلیت تحرک الکترونهای آزاد است.

4- چگالی جریان برابر است با چگالی حجمی ضربدرسرعت یعنی برای الکترونهای آزاد داریم: J = PV

که در این رابطه: P = nq که n: تعداد الکترونها در حجم و q: بار الکتریکی یک الکترون:

δ : رسانایی ویژه 

نیمه هادی ها:

1- از نظر توانایی هدایت الکتریکی، بین هادی و عایق قرار دارند.

2- هدایت الکتریکی آنها تحت تاثیر عواملی چون نور، دما و تغییر میزان ناخالصی به صورت قابل ملاحظه ای تغییر می کند.

3- در نیمه هادی ها دو نوع حامل بار الکتریکی داریم: الکترون های آزاد – حفره ها

مهمترین نیمه هادی ها درالکترونیک: سیلیکین  (Si) و (Ge) ژرمانیم که 4 الکترون در لایه ی ظرفیت دارند.

در ضمن:

 در نیمه هادی ها الکترون های لایه ی ظرفیت نمی توانند آزادانه حرکت کنند و در دمای صفر مطلق بلورهای سیلیکین و ژرمانیم مانند عایق عمل می کنند.

هر دو الکترون دو اتم مجاور، یک پیوند تشکیل می دهند و تا زمانیکه این پیوند برقرار باشد هیچ الکترون آزادی در نیمه هادی وجود ندارد. این پیوند برای شکستن، نیاز به یک انرژی دارد که انرژی لازم برای شکستن این پیوند را انرژی عرض نوار می گویند و با E_G نمایش داده می شود.(Bandgap Energy)

E_G (si) = 1/1 ev        ,         E_G (Ge) =0/72 ev       ,       1ev = 1/6 × 10^-19 j

در عایقها E_G چندین ev است و برای شکستن پیوندهای آنها، انرژی زیادی نیاز است و در هادیها  E_G بسیار پایین است به گونه ایکه در دمای معمولی همه ی الکترونهای لایه ی ظرفیت آزادانه حرکت می کنند (پیوندها در دمای معمولی شکسته می شود). 

وقتی یک پیوند، E_G لازم را دریافت می کند، شکسته می شود و الکترون آزاد می شود و جای آن خالی می شود. بنابراین حفره، جای خالی یک الکترون است. الکترون آزاد به طور کلی در یک نیمه هادی خالص همیشه تعداد الکترون های آزاد و حفره ها با هم برابرند.

دوستان عزیزم یادتون نرفته که برای دیدن توضیحات بیشتر به ویدئوی آموزشی این محتوا می تونید به این لینک از فروشگاه وبسایت مون مراجعه کنید. البته همین محتوای ویدئوی در صورتی که به کانال یوتیوب ما دسترسی داشته باشید از این آدرس هم قابل مشاهده هست. همیشه روی این موضوع تاکید دارم که برای گرفتن نتیجه عالی از آموزش ها حتما جزوه مربوط به هر فصل رو هم تهیه کنید که برای این جلسه هم می تونید جزوه رو از این آدرس تهیه کنید.

خب دوستان عزیزم این جلسه را در همینجا به اتمام می رسانیم چون این جلسه مبحث طولانی هست و هدف ما این هست که با انگیزه مطالب را دنبال کنید. پس در جلسات بعدی هم همراه ما باشید.

فراموش نکنید که نوشتن هر نظری در مورد پستهای ما، میتونه کمک بزرگی در بهبود کیفیت مطالب داشته باشد. پس منتظر دریافت نظرات شما هستیم.

موفق باشید