p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

1)Бор отбирает...электрон у разрушенной ковалентной связи между двумя атомами кремния.

А "кто" разрушил данную ковалетную связь между двумя атоами кремния ? Была превоночально ? Дефект решетки ?

Данно весьма упрощенное схематичное представления полупроводника P-типа при комнатной температоре верное или я неправильно нарисовал ??

Изображение


2) По сути это квантовая телепортация.
Эта телепортация происходит без затрат энергии

У меня до сих пор от этого !"@#$% в голове :)

Но ведь дырочный ток - это реално сущесвующий ток, который может например "зажечь" лампочку. Если бы электроны только телепортироваись от атома к атому, то никакого электрическо тока они бы не создавали же, электрический ток это непрерывное движение же.


3)Почему если ковалентная связь разрушена у двух атомо кремния, один электрон перешел в зону проводимости и улетел, то другой оставшийся электрон, будет вращаться все таки между двух атомов кремния. А вот такой же еденичный электрон будет захвачен полностью Бором, почему он также не будет вращаться между атомом кремния и атомом бора ?

Ведь с другими атомамми кремния Бор имеет ковалетную связь, а не захватывает электроны полностью на свою орбиту.


Вот это каша сейчас у меня в голове.
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Lander писал(а):"кто" разрушил данную ковалетную связь между двумя атоами кремния ?
Температура!
Причем нельзя говорить про КОНКРЕТНУЮ ковалентную связь,
все состояния электронов в кристалле ПП квантово запутаны между собой,
и не могут рассматриваться по отдельности.
Процесс перехода электрона из одного квантового состояния в другое (от ковалентной связи к атому бора) является квантово "атомарным", т.е. неделимым на отдельные части.
Причем для любого такого перехода есть своя вероятность, того что произойдет именно это событие.

Lander писал(а):3)Почему если ковалентная связь разрушена у двух атомо кремния, один электрон перешел в зону проводимости и улетел, то другой оставшийся электрон, будет вращаться все таки между двух атомов кремния. А вот такой же еденичный электрон будет захвачен полностью Бором, почему он также не будет вращаться между атомом кремния и атомом бора ?
Ведь с другими атомамми кремния Бор имеет ковалетную связь, а не захватывает электроны полностью на свою орбиту.
Где есть электрон с ПОДХОДЯЩЕЙ энергией (собственная+тепловая) оттуда и телепортируется.
Вероятность для любого электрона отлична от нуля, просто у одних она больше у других меньше.

Lander писал(а):ведь дырочный ток - это реално сущесвующий ток, который может например "зажечь" лампочку. Если бы электроны только телепортироваись от атома к атому, то никакого электрическо тока они бы не создавали же, электрический ток это непрерывное движение же.
Те электроны что зажигают лампочки телепортируются в условиях внешнего электрического поля создаваемого батарейкой.
Т.е. телепортация происходит уже не между эквивалентными точками пространства, а меджу точками имеющими разный электрический потенциал. Такая телепортация уже требует внешней энергии забираемой у внешнего поля, т.е. батарейки.
Если в кристале нет внешнего поля элктроны носятся по нему с огромными скоростями, но энергия при этом осается постояной, т.е. не выделяется и не поглощается.

yaotzin писал(а):
все электроны в среднем имеют энергию kT это соответствует огромной (километры в секунду) скрости с которой электроны носятся туды-сюды.
Насколько я помню они очень очень медленно перемещаются ? электрическое поле быстро распространяется, а вот электроны очень медленные.
Не путай скорость направленного движения электронов под действием внешнего поля, и скорость их беспорядочного теплового движения!
Это как с ветром. Скрость ветра (упорядоченного движения молекул воздуха) единицы метров в секунду,
а скорость теплового движения молекул воздуха сотни метров в секунду (порядка скорости звука).
И с электронами в полупроводнике так же,
скорость упорядоченного движения - единицы метров в секунду,
а скорость теплового движения - километры (десятки и сотни) в секунду.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Kotische Т.е. скорость движения электрона отдельно велика, но он движется каждый раз в разные стороны, а под действие электрического поля много электронов движутся по среднему с маленькой скоростью но направленно. ?


а скорость теплового движения - километры (десятки и сотни) в секунду.
это как так?, это говорит о том что электрон проходит не направленно - очень большое расстояние ? за маленький промежуток времени ? но при этом может по истечению этого времени сдвинутся от предыдущего положения на немного ?
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

yaotzin писал(а):скорость движения электрона отдельно велика, но он движется каждый раз в разные стороны, а под действие электрического поля много электронов движутся по среднему с маленькой скоростью но направленно. ?
Ну я вроде так и сказал... :roll:

yaotzin писал(а):а скорость теплового движения - километры (десятки и сотни) в секунду.
это как так?, это говорит о том что электрон проходит не направленно - очень большое расстояние ? за маленький промежуток времени ?
Да.

yaotzin писал(а):но при этом может по истечению этого времени сдвинутся от предыдущего положения на немного ?
Нет! В микромире никто не следит за отдельным электроном, это невозможно даже теоретически!
Электрон - объект квантовый!!! :P
Ток образует не отдельный электрон, а ВСЕ электроны вместе взятые.
Ток - это количество электронов проходящих в среднем через сечение проводника.
Если количество электронов летящих влево в среднем равно количеству электронов летящих вправо, то тока через это сечение НЕТ!
Тот ток который связан с тепловым движением электронов называется диффузионным, и он огромен - миллионы ампер на квадратный миллиметр! :shock:
Но поскольку все электроны движутся беспорядочно, разные компоненты этого тока взаимно уничтожаются (компенсируются) с огромной точностью. На фоне этих токов токи проводимости (под действием внешних полей) на столько малы, что их совершенно не возможно разглядеть, и начинают наблюдаться только на очень крупных масштабах наблюдения, где тепловые движения уже сильно усреднились.

Уaotzin, ты же божился что "Барьеры" уже от корки докорки проштудировал!
А сам, в очередной раз, на такие незамысловатые грабли наступаешь... :)))
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Kotische я может и читал это но не обратил внимание или подзабыл =]
Получается при тепловом движении, токи огромны, почему мы не можем их использовать ? каким либо образом ?
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

yaotzin писал(а):почему мы не можем их использовать ? каким либо образом ?
Потому что мы не имеем Демона Максвела, который бы нам в этом мог помочь!
А без Демона Максвела, использование этих токов означало бы, что мы изобрели Вечный Двигатель! 8)
А так как современная наука постулирует его невозможность,
то на тепловые токи нам остается только жадно облизываться, как и на вакуумную энергию и многое другое... :cry:
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Здравствуйте,

Короче я так и не понял, про P-тип и решил попробывать перейти к рассмотрению PN-перехода, может так подробно как я хочу знать для рассмотрения PN-прехода не требуется :)

Так что ждите еще вопросы :) :) :) :cry:
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Здравствуйте,

Ну вот всего лишь первые обзацы В главе про PN-переходы,а уже НИЧЕГО не понятно :((((((((

1)Вроди бы все логично - электроны дифундируют из области N в область P - занимая там места дырок, заряжая P-область отрицательно, как как имееться нескомпнсированный электрона Акцептора.
Сама же часть откуда ушли электроны заряжаються положительно так как остатються положительные ионы Доноров.

И все бы вроди логично, но меня просто убивает фраза, что ДЫРКИ дифундируют из P-области в N-область ???

Ну черт возьми, ну что за чушь!! :kill: :cry: :cry: :cry:

Как какие то Дырки, куда дфиндируют. Ведь только электроны на границе PN-переходы перемещються из N-области в P-область. Все более никто же неперемещаеться ?? Ведь так ???

2)И вот непонятно еще, на границе PN перехода образовался барьер в P-области куда перешил элеткроны заряжен Отрицатльно, а N-область заряжена Положительно. Но теперь по логике, Электроны должны двигаться к Положительно заряженной области обратно к себе на место, но почему этого не происходит ???
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Lander писал(а):я так и не понял, про P-тип и решил попробывать перейти к рассмотрению PN-перехода
Крайне не дальновидный поступок! :roll:

В результате имеем:
Lander писал(а):...
Ну черт возьми, ну что за чушь!! :kill: :cry: :cry: :cry:
...
2)И вот непонятно еще...
:twisted:
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Понимаю, что не дальновидный посутпок, но решил попробывать.


Ну а можете пожалуйстапожалуйста обьяснить, в чем мое не понимание ? :)
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Надо осознать для чего введена концепция дырок.
А введена она для удобства.
Электроны ОДНОГО энегитического уровня АБСОЛЮТНО НЕРАЗЛИЧИМЫ.
За малым количествов дырок следить удобнее чем за большим количеством одинаковых электронов.

Дырки ИЗДАЛЕКА ведут себя как полноценные частицы.
Лишь при очень детальном рассмотрении видно что движутся электроны.

Не осознав концепции зонных диаграмм и дырок в изучении пн-переходов делать нечего!
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

А есть ли шанс понять на основе просто движения электронов ?

Потому как понять теорию дырок и энергетических диаграмм для дырок мне не светит :?


Ведь дефузия на границе PN-переходов происходит только Электронов ничего другое больше не дефендирует. Или это грубейшая ошибка ??


PS: Мне это н для научной какой то дессертации нужно, мне так для себ понять очень хочеться :)
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Lander писал(а):Ведь дефузия на границе PN-переходов происходит только Электронов ничего другое больше не дефендирует. Или это грубейшая ошибка ??

Это как бы истина, но такое описание процессов ГОРАЗДО сложнее.
Дырки ведь не спроста введены!
Боюсь, на таком уровне описания (бездырочном), что то понять будет крайне затруднительно.
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Я не в школе, не в интситуте не мог понять и сейчас не получается, но позвольте мне продожить хотя бы так - задавая Вам вопросы :)
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Пожалуйста-пожалуйста! :)
Только фигли с тех вопросов толку? :cry:

Скажи честно, ты те две книжки прочитал, на которые я в начале темы давал ссылки?

Kotische писал(а):В качестве первого знакомства очень рекомендую две замечательные книжки:
"Знакомство с полупроводниками" Михаил Ефимович Левинштейн, Григорий Соломонович Симин
"Барьеры. От кристалла до интегральной схемы" Михаил Ефимович Левинштейн, Григорий Соломонович Симин
книжки написаны для советских школьников, объясняют всё практически на пальцах, поймёт всё даже умственно не полноценный,
и при этом это не хрень антинаучная, а очень грамотно написанные книжки,
причем по изложению сразу видно что автор очень хорошо разбирается в материале.
Когда разберёшся и если захочется углубить то поищем тебе книжку для студентов, там уже будут и интегральчики и квантовые вероятности... ;)

зы: там по ссылкам книжки можно скачать ;)
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Конечно, читаю Барьеры (Бибилиотека квант, Выпуск 65).

Я сначала начал читать и потом начали появляться вопросы и я начал задавать их тут.

"поймёт всё даже умственно не полноценный" (с)

Так как я не понял значит я не не умственно не полноценный :) :) :) :) :) а хуже :cry: :cry: :cry: :cry: :oops:

PS: Кстати там про тунелирование и квантовую телепортацию в обьяснениях нет ни слова. И вообще телепортации не сущесвует, поэтому я ни хочу, ну мне просто не нравиться, разбирать именно в таком русле. Мне очень понятно именно, электрон как отдельная частица, дырка, как разорванная связи или положительный ион, а движение дырки - это движения электрона, как уход других электронов с других атомов или уход электрона, разрывая связи.

Я просто по другому не могу восприимать, не получаеться, можно считать это умсвенным отставанием,но изменить я не могу этого.
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Lander писал(а):там про тунелирование и квантовую телепортацию в обьяснениях нет ни слова.этого.
Это мой вольный пересказ своими словами лекций по полупроводам, которые нам читали в институте.
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Kotische »

Без туннелирования там многие вещи понять весьма затруднительно.
Без энергетической диаграммы вообще не реально. :cry:
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Хочешь совет ? Я распечатал 5 а то и больше книжек, т.к. в электронном виде не возможно пометки ставить и не запоминается, и ставил пометки. Что не понятно в одной книжке смотрел в другой.
Если действительно хочешь понять, распечатай книжки про п-н переходы и когда читаешь - что не понятно - смотри в другой книжке.
Как вариант если замахался учить, заучить наизусть один лист п-н перехода с школьного учебника физики, и говорить всем что я знаю п-н переход и рассказывать как стих. =]]]]]]
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Здравствуйте,

Позвольте задать еще раз вопрос:

1)Рассматривая собсвеннвй полупроводник, без примеси. Все электроны собсвенного полупроводника связаны ковалетновй связью, то есть 4 электрона однго атома находящиеся в Валентной зоне (не в зоне проводимости) не пренадлжеать только одному атому, а связаны (так же не свободны) с двумя атомами - собсвенным ядром и ядром соседнего атома и так со всеми 4 валетными электронами. Это полупроводниковый кристал.

Вот отккуда не возьмись появился резвый квант света, который пердал энергию какому либо Электрону - элеткрон получил энергию и вырвался из уз ковалетной связи от двух атомов и перешел в зону проводимости. То есь элекрон преодалел запрещенную зону от валенонго уровня до Зоны проодимочти, То есть физически перешел, оторвался физически от двух атомом и даже пошел гулять дальше, а на месте разоварлась ковалентная связь и оброзвалась пустое вакантное место - чертова "Дырка". Не телепортацией как то перемещаеться, а физически прям и если энергия израсходована и если на пути движения - вдруг так же имееться разорванная свзяь, то этот электрон займет это место и опять будет крутиться воруг двух атомом (до этого он свободно гулял, а не крутился вокруг атомов).

Тоесть дырок рождаеться ровно столько, сколько уходит от атомов Электронов.

Теперь пусть собсвеный полупроводник освещаеться светом, так, что число электронов покинувших свои атомы возросло до определенной велечины, то есть полупроводник обладая нелинейным соротивлением, будучи освещенный светом увеличил свою проводимочть (уменьшил сопротивление) - теперь подключили его кбатарейки и свободные электроны начали двигаться уже не хаотично, а преимущесвенно в определнном направлении - то есть ток определяеться движением ЭЛЕКТРОНОВ. Соответсвенно дырки вообще двигаться не будут, так как электрны разрывают связи там где попал Квант Света.

Так ????

2)Соответвенно то же самое будет и в полупроводнике N-типа ??? Только там концентарция Электронов свободных за чет Донорной примеси будет больше
Ответить

Вернуться в «Теория»