Kad razmišljamo o elektroničkim uređajima, često razmišljamo o tome koliko brzo ti uređaji rade ili koliko dugo možemo raditi s uređajem prije punjenja baterije. Većina ljudi ne razmišlja o tome od čega su sastavljene komponente njihovih elektroničkih uređaja. Iako se svaki uređaj razlikuje po svojoj konstrukciji, svi ti uređaji imaju jedno zajedničko - elektroničke sklopove s komponentama koje sadrže kemijske elemente silicij i germanij.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Silicij i germanij su dva kemijska elementa koja se nazivaju metaloidi. I silicij i germanij mogu se kombinirati s drugim elementima koji se nazivaju dodavači za stvaranje čvrstih elektroničkih uređaja, poput dioda, tranzistora i fotoelektričnih ćelija. Primarna razlika između silicijske i germanijeve diode je napon potreban da bi se dioda uključila (ili postala "pristrana"). Silicijske diode trebaju 0,7 volta da bi postale pristrane, dok germaniju diode trebaju samo 0,3 volte da bi postale pristrane.
Kako uzrokovati da metaloidi provode električne struje
Germanij i silicij su kemijski elementi nazvani metaloidi. Oba su elementa lomljiva i imaju metalni sjaj. Svaki od ovih elemenata ima vanjsku elektronsku ljusku koja sadrži četiri elektrona; ovo svojstvo silicija i germanija otežava bilo kojem elementu u najčišćem obliku da bude dobar električni vodič. Jedan od načina da metaloid slobodno provodi električnu struju jest njegovo zagrijavanje. Dodavanje topline uzrokuje da se slobodni elektroni u metaloidu brže kreću i slobodnije putuju, što omogućuje primjenu električna struja da teče ako je razlika napona na metaloidu dovoljna da uskoči u vodljivost bend.
Upoznavanje dopanata sa silicijem i germanijem
Drugi način za promjenu električnih svojstava germanija i silicija je uvođenje kemijskih elemenata koji se nazivaju dodavači. Elementi poput bora, fosfora ili arsena mogu se naći na periodnom sustavu u blizini silicija i germanija. Kada se dopanisti uvode u metaloid, dodavač ili osigurava dodatni elektron vanjskoj elektronskoj ovojnici metaloida ili oduzima metaloidu jedan od njegovih elektrona.
U praktičnom primjeru diode, komad silicija dopiran je s dva različita dodavača, poput bora s jedne strane i arsena s druge strane. Točka na kojoj se strana dopirana borom susreće s arsenom naziva se spoj P-N. Za silicijsku diodu strana dopirana borom naziva se "silicij tipa P", jer uvođenje bora oduzima silicijum elektron ili uvodi elektronsku "rupu". Na s druge strane silicij dopiran arsenom naziva se "silicij tipa N" jer dodaje elektron, što olakšava protok električne struje kada se na dioda.
Budući da dioda djeluje kao jednosmjerni ventil za protok električne struje, na dvije polovice diode mora biti primijenjen diferencijalni napon koji se mora primijeniti u ispravnim područjima. U praktičnom smislu, to znači da se pozitivni pol izvora napajanja mora primijeniti na žicu koja ide na Materijal tipa P, dok se negativni pol mora primijeniti na materijal tipa N da bi dioda mogla provoditi struja. Kad se napajanje pravilno primijeni na diodu, a dioda provodi električnu struju, kaže se da je dioda pristrana. Kada se negativni i pozitivni polovi izvora napajanja primijene na materijale suprotne polarnosti diode - pozitivni pol na Materijal tipa N i negativni pol prema materijalu tipa P - dioda ne provodi električnu struju, što je stanje poznato kao obrnuta pristranost.
Razlika između germanija i silicija
Glavna razlika između germanijevih i silicijskih dioda je napon pri kojem električna struja počinje slobodno teći preko diode. Germanijeva dioda obično počinje provoditi električnu struju kada napon pravilno primijenjen na diodi dosegne 0,3 volta. Silicijske diode zahtijevaju veći napon za provođenje struje; potrebno je 0,7 volti da bi se stvorila situacija s prednaklonom na silicijskoj diodi.