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Visualizza la versione completa : 5AAA Semiconduttori



gattmes
04-09-2007, 10:13
NOTA: Per comprendere bene quanto segue sono necessarie alcune nozioni basilari.
Consiglio pertanto la lettura prima & almeno dei seguenti argomenti:
- premesse (http://www.energeticambiente.it/elettronica/3278702-premesse-spiegazione-numeri-lettere-indice.html)
- 0 Tensione & corrente (http://www.energeticambiente.it/unita-di-misura/3242567-cosa-sono-tensione-corrente.html)
- 2a Resistenza (http://www.energeticambiente.it/elettronica/3278508-b-2a-b-resistenza.html)

e, nella sezione chimica:
-materia (http://www.energeticambiente.it/?t=3244653)
consiglio anche:
-appunti di chimica (http://www.energeticambiente.it/?t=3819109)


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Semiconduttore, lo dice la parola stessa, è un materiale che sta a metà tra i materiali conduttori e quelli isolanti.
"Condurre" vuol dire praticamente trasportare da una parte all'altra... quindi mettere in comunicazione.. ed è opposto a "isolare".. ovvero non trasportare o separare.

Può essere riferito a più cose. In questa sezione si parlerà principalmente di conduzione o meno riferito a elettricità e talvolta a calore (conducibilità elettrica o termica).

Quando si parla di semiconduttori in campo elettronico ci si riferisce ovviamente a parametri elettrici, quindi:
-un conduttore è un materiale che "trasporta" + o - bene l'elettricità (nel quale può facilmente passare una "corrente" elettrica). Di norma i metalli sono buoni conduttori (oro, argento, rame, alluminio.. mercurio, ecc.)
-un isolante è un materiale che non "trasporta" o quasi l'elettricità (nel quale non passa una "corrente" elettrica). Di norma i non metalli, le materie plastiche, ecc. sono isolanti o cattivi conduttori.

Ovviamente ci sono differenze tra materiali e materiali, così difficilmente si troverà un isolante assoluto (tipo il "vuoto" che è un ...niente.. e non una sostanza/materiale) e un conduttore assoluto. Per capire quanto un materiale è + o - isolante o conduttore si fa riferimento alla:
conducibilità elettrica o anche alla resistività elettrica, essendo una l'inverso dell'altra.
Per maggiori dettagli:
http://it.wikipedia.org/wiki/Conducibilità_elettrica (http://it.wikipedia.org/wiki/Conducibilit%C3%A0_elettrica)
http://it.wikipedia.org/wiki/Resistività_elettrica (http://it.wikipedia.org/wiki/Resistivit%C3%A0_elettrica)
(nel secondo link una tabella di alcuni materiali).

Al di sopra di certi valori buoni di conducibilità (al di sotto di certe "resistività") si parla di conduttori, mentre al di sotto di certi valori scarsi si parla di isolanti.
I materiali che si piazzano a valori intermedi sono quelli appunto definiti come semiconduttori (es. silicio, germanio, selenio, ecc..)

La conducibilità o resistività non è una costante per un materiale, ma varia in funzione dell'agitazione termica, ovvero della temperatura.

Non sempre si parla di semiconduttore riferendosi ad un unico materiale/elmento come base (es silicio). Talvolta più materiali vengono combinati come ad es. l' arseniuro di gallio (vedi led..), ecc.

Edited by gattmes - 4/2/2008, 15:06 (L ok)

gattmes
04-09-2007, 10:31
<b>Drogaggio</b><br>Viene così definita la tecnica di aggiungere piccole imputità (molto piccole) ad un semiconduttore, ovvero elementi/materiali diversi da quello uniforme del semiconduttore.<br>Queste piccole quantità modificano le caratteristiche del semiconduttore.. più in generale ne variano la capacità di condurre corrente.<br><br>A seconda del materiale (o materiali) dell&#39;impurità aggiunta si ha un aumento (+ elettroni disponibili) della conducibilità o una diminuzione.<br><br>Per distinguere si parla di semiconduttore drogato N ( es. con aggiunta di piccolissime quantità di fosforo o antimonio, ecc.) oppure semiconduttore drogato P (es. con gallio), più semplicemente di <b>N</b> e<b> P</b>.<br><br>(facciamola semplice..)<br>Quanto sopra scaturisce dal fatto che l&#39;elettrone è definito con carica negativa, quindi si può dire circa che un &quot;apporto&quot; di elettroni fa, per cosi dire, diventare più negativo (da cui &quot;N&quot;) il materiale.<br><br>Viceversa l&#39;assenza di un po di elettroni ovvero una loro &quot;lacuna&quot; può essere intuita come una maggiore &quot;positività&quot; (da cui &quot;P&quot;). La &quot;lacuna&quot; può allora essere.... estrapolata... come una entità (in realtà, a differenza dell&#39;elettrone che è un qualcosa.. la lacuna è un NON qualcosa .. cioè non è fisicamente una cosa ...ehm ... tangibile)... dicevo/scrivevo... una entità di polarità opposta all&#39;elettrove ovvero positiva.<br>Quindi abbiamo (con un po di fantasia..):<br>-elettroni = cariche negative<br>-lacune = cariche positive<br><br>Va aggiunto che piccolissimi drogaggi alterano enormemente la conducibilità del materiale che può variare di <b>ordini</b> di grandezza (più ordini.. essendo un ordine = x10 o /10)<br><br><span class="edit">Edited by gattmes - 4/9/2007, 11:52</span>

gattmes
04-09-2007, 10:50
<b>Giunzione p-n</b><br><br>Questo è quello che sta alla base della maggior parte dei dispositivi elettronici a semiconduttore... dal diodo in su....<br><br>Una giunzione P/N viene ottenuta, come intuibile, unendo due semiconduttori drogati in maniera diversa (o meglio drogando in maniera diversa due &quot;regioni&quot; del semiconduttore).<br>Ho scritto diversa e non opposta perchè talvolta si creano per determinati motivi giunzioni tra regioni drogate nello stesso modo (con stesso &quot;drogante&quot;) ma a concentrazioni differenti..<br>..così si possono anche definire giunzioni P+/P o PP/P, ecc.<br><br>In ogni caso la giunzione riguarda ... diciamo... quella zona di confine o contatto (una specie di frontiera) che viene ad essere tra due regioni a drogaggio differito (quindi può essere così definita anche una giunzione tra zona drogata es N e una per niente drogata...)<br><br>Il &quot;dispositivo&quot; così drogato/costituito, &quot;staticamente&quot; non presenta peculiarità particolari. Tuttavia le assume quando sottoposto ad una tensione elettrica (differenza di potenziale).<br>In pratica denota comportamenti diversi a seconda di <b>come</b> la tensione è applicata (polarità)<br><br>Per intuire un po cosa succede in una giunzione P/N , sappiamo che abbiamo una regione più &quot;ricca&quot; di <u>elettroni</u> (N) e l&#39;altra più ricca di ... mancanza di questi, ovvero <u>lacune</u> (P).<br>Se applicchiamo il potenziale negativo alla zona N e il positivo alla zona P, possiamo immaginare che gli elettroni della zona N (essendo di carica negativa ed essendo qui applicato un potenziale negativo) si allontaneranno da questa zona perchè respinti da detto potenziale &quot;concorde&quot;, mentre si avvicineranno il più possibile verso la parte del potenziale positivo (che invece li attrae). Allo stesso modo possiamo immaginare che faranno le ... lacune... (mi prende male parlare di una NON cosa... cmque..).<br>In poche parole possiamo immaginare che da una parte della giunzione (zona N) si ammasseranno ed in prossimità della stessa elettroni e contemporaneamente dall&#39;altra parte (zona P) lacune.<br>Dal momento che la zona della giunzione è ben &quot;affolata&quot; di portatori di carica .. per farla breve una corrente può fluire facilmente attraverso.<br><br>Viceversa applicando tensione con polarità opposta si ha il fenomeno opposto, ovvero gli elettroni da una parte e le ... lacune (e ridaii.. ) dall&#39;altra vengono allontanate dalla zona di giunzione tra le regioni a differente drogaggio. Nei pressi di questa quindi il materiale assume per così dire alta resistività (bassa conducibilità) e il passaggio di corrente è quindi ostacolato<br><br><span class="edit">Edited by gattmes - 4/9/2007, 12:07</span>