我們從今天開始系統(tǒng)地講一下開關(guān)電源的一些基礎(chǔ)知識,來幫助想要進入電子行業(yè)或者說對電子行業(yè)有興趣的小伙伴們,剛開始講的知識比較基礎(chǔ)淺顯,不太適合有基礎(chǔ)的小伙伴,所以有一些基礎(chǔ)的小伙伴如果不感興趣的話可以先行跳過這些,等后續(xù)循序漸進后再融入學(xué)習(xí)討論。
今天,我們來分析一下導(dǎo)體;我們?nèi)粘I钪,沒有接觸過電子的人,可能只知道我們的所有物體分為導(dǎo)體和絕緣體,所謂導(dǎo)體顧名思義就是能夠?qū)щ姷奈矬w;相對的絕緣體就是無法進行導(dǎo)電的物體;而接觸過電子或者學(xué)習(xí)過物理的同學(xué)都知道,介于導(dǎo)體和絕緣體之間還有一種物質(zhì),這種物質(zhì)導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,我們稱之為半導(dǎo)體。
我們知道金屬元素、低價元素,比如我們?nèi)粘V谐R姷蔫F、鋁、銅等金屬元素,它們之所以被稱為導(dǎo)體,那是他們都有一個共同的特征,就是都是低價元素,而且他們最外層的電子在外電場的作用下很容易產(chǎn)生定向移動,形成電流。
那絕緣體就和導(dǎo)通恰恰相反,他們一般是惰性氣體、橡膠等等材料 ,他們原子的最外層電子受原子核的束縛力很強,只能在外電場強到一定的程度下才可能導(dǎo)電;所以絕緣體并不是說不能導(dǎo)電,只是外界施加的電壓沒達到它們的導(dǎo)通條件,當外界施加的電壓達到足以讓它們原子最外層電子進行移動,那么它們就會導(dǎo)電。比如我們?nèi)粘J褂玫南鹉z做的把手,一般耐壓都在5000V,當外界電壓超過5000V以后,這個橡膠把手也就變成了導(dǎo)體。
而所謂的半導(dǎo)體,就是它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,一般是四價元素,我們電源中晶體器件經(jīng)常使用的兩種半導(dǎo)體加工器件材料為:硅(Si)和鍺(Ge)。
我們電源中使用的半導(dǎo)體器件準確地說材料應(yīng)該叫本征半導(dǎo)體;所謂的本征半導(dǎo)體它是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體;我們說的純凈就是說材料里面不含有雜質(zhì);而晶體結(jié)構(gòu)就是說它構(gòu)成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),本征半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如下所示:
在常溫下,本征半導(dǎo)體呈現(xiàn)為穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu),當對本征半導(dǎo)體進行加熱后,由于熱運動,價電子積攢了足夠的能量后,掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子,其帶負電;而它所掙脫的位置就會形成一個空位,這個空位,我們稱為空穴,其帶正電。
從上面我們可以看出在一定的溫度下,自由電子和空穴動態(tài)平衡,當溫度升高,熱運功加劇,價電子掙脫共價鍵的電子會增多,自由電子和空穴的濃度都會增大;而且自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的。
由于我們自然界中的半導(dǎo)體是不好控制的,所以我們以上這些操作都是為了一個目的,就是制作出我們可控的器件,所以我們才將半導(dǎo)體進行加熱,制作出本征半導(dǎo)體,然后再將本征半導(dǎo)體進行加工,制作出我們可控的電子器件,比如二極管、三極管等等。 |