답변:
홀은 전자가있을 수 있지만 현재는없는 공간입니다. 거시적 인 세계의 어떤 구멍처럼, 당신은 하나를 움직일 수 없습니다. 결석입니다. 구멍을 채우는 것만으로도 다른 곳에 새 구멍이 생깁니다. 우리는 어떤 방식으로 이것을 전자와 반대 방향으로 흐르는 전류와 같은 방향으로 흐르는 가상의 입자로 모델링 할 수 있지만, 그 방향으로 움직이는 실제 입자는 없습니다. 대부분의 모델과 마찬가지로 수학을 더 쉽게 만들어주는 편리한 소설입니다.
이것을 생각하는 좋은 방법은 경사로 아래로 대리석으로 가득한 홈이있는 경사 경사로를 상상하는 것입니다. 바닥 대리석을 제거하면 모든 스택 뒤에있는 스택이 아래로 이동하고 스택 상단에 구멍이 나타납니다.
결정에서 전하 운반 메커니즘이 전자라는 것은 사실이지만 정공은 단순한 개념적 자리 표시 자 이상입니다. 모든 방정식은 전자에서와 마찬가지로 홀에서도 잘 작동합니다. 계산을 수행하고 홀의 유효 질량과 홀의 이동도 (Si에서 전자보다 약 2.5 배 느림)를 결정할 수 있습니다. 따라서 실제 효과가없는 것과 동일하지 않다는 사실을 취해서는 안됩니다.
이처럼 :
A BCDEFG
^ here is a hole between two letters
이제 "이동"을보십시오.
AB CDEFG (Actually, B moved left)
ABC DEFG (C moved left)
ABCD EFG
ABCDE FG
ABCDEF G
구멍은 실제로 움직이지 않지만 그렇게 보입니다. 전자가 움직이면 하나의 구멍이 닫히고 다른 구멍이 근처에서 열립니다.
글자가 한 칸 왼쪽으로 이동할 때마다 구멍도 한 칸 오른쪽으로 이동합니다. 우리는이 상황을 글자가 왼쪽으로 이동하거나 구멍이 오른쪽으로 이동한다고 간주 할 수 있습니다. 동일합니다.
전자 장치에서 전류는 일반적으로 양의 전하 흐름으로, 양의 전압이 더 높은 노드에서 음의 전압이 더 높은 노드로 향합니다. 이를 기존 전류 라고 합니다. 그러나 실제 전류는 실제로 음에서 양으로가는 전자로 구성됩니다. 전류는 단지 수학적 추상화이기 때문에이 반전은 중요하지 않습니다. 장치 동작을 설명하는 모든 방정식은 잘 작동합니다.
과학자들은 원자의 구조가 알려지기 훨씬 전에 "양성"과 "음성"레이블을 임의로 전하에 할당했다. 그래서 나중에 도체를 통해 실제로 이동하는 전하가 "음수"라고 표시된 전하라는 사실이 밝혀졌습니다.
반도체, 다이오드 및 트랜지스터
전자와 구멍
줄을 서서 한 줄로 뻗어있는 페니 행을 생각해 봅시다. 오른쪽 끝 페니를 1 페니 너비만큼 오른쪽으로 움직이면 간격이 남습니다. 그런 다음 페니를 공간의 왼쪽으로 계속 움직입니다. 계속 진행하면서 모든 동전이 오른쪽으로 이동하고 간격이 테이블을 가로 질러 왼쪽으로 이동했습니다. 이제 동전을 전자로 묘사하면 전자가 반도체를 가로 질러 한 방향으로 움직이면서 구멍이 반대 방향으로 움직이는 방식을 알 수 있습니다.
비유를 늘리려면 작은 동전 더미를 사용할 수 있으므로 구멍이 왼쪽으로 움직이기 전에 많은 것을 움직여야합니다. 또는 작은 페니가 넓은 간격을 가로 질러 움직일 때 구멍이 쉽게 이동하도록 몇 개의 페니와 많은 공간을 확보 할 수 있습니다. 이 두 가지 사례는 두 가지 형태의 도핑 된 실리콘, 많은 전자가 추가되었으며 우리는 N 형, 많은 홀 (전자 제거) 및 P 형을 가지고 있습니다. 이 유형은 실리콘을 소량의 다른 금속과 혼합 (도핑)함으로써 달성됩니다.
전자가 반도체의 원자를 통해 고투해야하기 때문에, 저항은 비교적 높다. 초기 반도체는 게르마늄을 사용했지만 특수한 경우를 제외하고는 오늘날 실리콘이 보편적 인 선택입니다.
구리 와이어는 페니 전자의 큰 더미가 모두 서로 가까이있는 것으로 시각화 될 수 있으므로 전류는 더미의 상단에있는 몇 개의 동전의 움직임이며 구멍이 전혀 생성되지 않습니다. 우리가 알고 있듯이 전류에 사용할 수있는 많은 것들이 있기 때문에 저항은 낮습니다.
다이오드
가장 일반적인 반도체 다이오드 (다른 특수 유형이 있음)는 N 형과 P 형 사이에 접합부가 있습니다. 전압이 다이오드에인가되고, N 형 단부에 양의, 다른쪽에 음의 경우, 전자는 모두 양의 단부로 끌어 당겨 져서, 음극의 끝에 구멍이 남는다. 중간에 전자가 거의 없으므로 전류가 거의 흐르지 않습니다. 다이오드가 "역 바이어스 됨"
전압이 다른 방식으로 적용되면, N 형 종단에 음수이고 P 형에 양수이면 전자가 중간으로 끌어 당겨 P 형의 구멍을 제거하기 위해 교차 할 수 있습니다. 연결 와이어. 다른 한편으로, 음의 전압, 끝, 전자는 다이오드의 중간으로 반발되어 와이어에서 플러딩되는 것으로 대체되어 전반적인 전류가 쉽게 흐를 수 있습니다. 다이오드는 순방향 바이어스됩니다.
다이오드에 대한 연결은 다이오드가 순방향 바이어스 될 때 양의 끝인 "애노드"와 음의 끝인 "캐소드"라고합니다. 나는 전류가 흐르기 위해 양극에서 높은 양의 전압 ( "고 장력"의 경우 HT-손가락을 막으십시오)이 필요한 밸브와 동일한 용어와 유사하게 이것을 기억합니다. 순방향 바이어스 다이오드의 극성에 대한 좋은 니모닉은 PPNN : "Positive, P-type, N-type, Negative"입니다.
버 랙터 다이오드는 양과 음의 두 개의 분리 된 충전 영역이 조잡한 커패시터를 만든다는 사실을 이용합니다. 따라서 역 바이어스 된 경우 특수 설계된 다이오드를 사용하여이를 활용할 수 있습니다. 인가 된 전압은 전하를 분리하여 접점 사이에 "고갈 층"을 형성한다. 적용된 역 전압을 높이면이 층이 더 두껍게되어 용량이 줄어 듭니다. 버 랙터 다이오드는 일반적으로 튜닝 회로에서 주파수를 변경하여 밸브 시대에 사용되었던 베인 커패시터를 대체하여 사용됩니다.
바이폴라 트랜지스터
바이폴라 트랜지스터는 작동이 전자와 정공에 의존하는 것입니다. 공통 중앙 레이어를 공유하는 두 개의 다이오드를 연속적으로 공유합니다. 외부 단자 중 하나는 수집기 C이고 다른 하나는 이미 터 E입니다. 중앙 연결은베이스 B이며 CB 및 BE 다이오드의 일부입니다. 3 층짜리 샌드위치가 있습니다. 정상적인 사용에서 C와 B 사이의 다이오드는 역 바이어스되므로 BE 다이오드가 존재하지 않고 그 효과가 없으면 전류가 흐르지 않습니다. 모든 전자가 CB 섹션의 한쪽 끝으로 당겨지고 다이오드에서와 같이 다른 쪽 끝은인가 된 전압에 의해 이루어진다.
BE 다이오드는 순방향 바이어스되므로 전류가 흐를 수 있으며 외부 회로는이를 매우 작은 값으로 제한하도록 설정되어 있지만 여전히베이스와 이미 터를 통해 흐르는 많은 정공과 전자가 있습니다.
이제 영리한 비트입니다. 베이스에서 CB 및 BE 다이오드의 공통 연결은 매우 얇아서 BE 부분의 전자 및 정공 범람이 역 콜렉터 전압이 끌어온 것을 대체하고이 CB 다이오드를 통해 전류가 흐를 수 있습니다. 반대 방향으로 향한 다음 순방향 바이어스 된 BE 접합을 통해 이미 터로 외부 회로로 나옵니다.
나는 두 개의 다이오드를 연속적으로 납땜하여 트랜지스터를 만들 수 없다는 것이 분명하다고 생각합니다.이 작업을 위해서는 실리콘 내부의 얇은 층을 밀접하게 공유해야합니다.
콜렉터 전류는베이스 전류가 흐르는 것에 의존하며, 트랜지스터는 BE 다이오드의 작은 전류가 CB 접합에서 훨씬 더 큰 전류를위한 길을 열도록 설계되었습니다. 따라서 현재 증폭이 있습니다. 외부 저항에서 전압 강하를 사용하면 전압 증폭으로 변환 할 수 있습니다.
이 트랜지스터는 효과적으로 두 개의 접합을 갖기 때문에 "바이폴라"라고합니다.
CB 및 BE 다이오드의 재료 유형은 언급하지 않았으며 아이디어는 둘 다 동일하며 가능한 레이어로 NPN 또는 PNP를 사용할 수 있습니다. 기존의 수집기 전류 방향 (전자 흐름의 반대 방향)을 나타내는 기호의 화살표는 적용된 CE 전압의 음의 방향을 가리 키므로 전류는 "P에서 N으로, N에서 이미 터 ".
전계 효과 트랜지스터 또는 FET
다양한 FET 디자인이 있으며 이는 기본 원리를 매우 단순하게 보여줍니다.
이 용어는 동작이 정공이 아닌 전자와 전기장에만 의존하기 때문에 용어가 자주 사용되지는 않지만 "단 극성"트랜지스터입니다.
여기에 도핑 된 실리콘의 단일 블록 인 "채널"이 측면에 반대 유형의 덩어리가 있거나 주위를 둘러싸고 있습니다. 따라서 우리는 덩어리 또는 링과 채널 사이에 게이트 G라고하는 다이오드 접합을 하나만 가지고 있습니다. 채널은 한쪽 끝, 소스 S에서 다른 쪽 드레인 D로 흐르는 전류와 저항의 역할을합니다. 게이트와 채널 사이의 접합부는 역 바이어스되므로 전류가 흐르지 않지만 전기장은 설정됩니다. 전하, 전자 또는 정공을 채널 측면으로 끌어 당겨 SD 전류에 대한 가용성을 줄입니다. 따라서 게이트의 전압에 의해 SD 전류가 제어됩니다.
이것은 전압 제어 장치이며 게이트에 전류가 흐르지 않습니다. 옴의 법칙을 생각하십시오. 저항 = 전압 / 암페어, 그리고 매우 낮은 전류는 매우 높은 저항을 의미하므로 FET는 매우 높은 입력 임피던스를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 대조적으로,베이스를 통해 전류를 보내는 데 전압이 거의 들지 않아 입력 임피던스가 낮습니다.