Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Это одна из тем с которой лучше начинать знакомство с радиодеталями Всё достаточно просто, до изобретения полупроводников вся электроника базировалась на других принципах и основу усилительной техники составляли лампы.

Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Немного о лампах в электронике скажу так: они имеют лучше усилительные свойства в сравнении с полупроводниками, лучшую стабильность в работе, но есть ряд минусов - это большие размеры, большое потребление энергии, низкая надежность и большое время выхода на рабочий режим, плюс огромное тепловыделение.

А теперь непосредственно к нашей теме.

Проводники - все, что проводит электричество,

Определения достаточно понятное. Для нас это: медь, алюминий, сталь, золото, серебро, дорожка на плате или металлический корпус, все в основном, чем можно соединить потребитель и нагрузку. В радиодеталях это может быть медь(индуктивность), электролит (конденсатор), проводящая пленка(резистор). Сам человек может быть проводником только в поезде(шутка), пропускать через себя электрический ток можно, но не стоит - это опасно для здоровья.

Диэлектрики - материалы, которые имеют низкую проводимость (сухое дерево, виды пластика, воздух). Особенность в том, что они имеют бесконечное сопротивление(в реальности ГОмы) и по сути пропускают наноамперы или еще меньше, Но как правило суммарный ток утечки, всегда есть. Все изолирующий вещества создаются из диэлектриков - изолента, пвх изоляция и так далее.

Теперь для примера рассмотрим устройства резистора

Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Обратите внимание, что основной элемент резистора- это резистивный слой, тонкая пленочка имеющая заданную удельную проводимость и как итог резистор имеет проводник и диэлектрик. все остальное вспомогательные элементы.

Конденсатор

Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Как видим в основе опять взяты диэлектрик и проводник в другом сочетании.

Катушка индуктивности - это вообще просто проводник в изоляторе. Только свернутый особым образом.

Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Единственное, чем дополнили катушку для уменьшения магнитного сопротивление - это ферромагнитный сердечник.

Как видите, основные детали это сочетание проводников и диэлектриков.

А теперь переходим к самому интересному - полупроводники. Всего их существует два типа p- тип и n-тип. С точки зрения кристаллической решетки они имеют разную составляющую по основным носителям. Но здесь бы я не стал вдаваться в подробности, мы не студенты ВУЗа, к тому же все датли ужи придуманы. Наша задача понять как работает полупроводник и это использовать.

Есть понятие p-n переход и он критичен к правильности включения(полярность). То есть, от того как он включен зависит и протекание тока через него.

Начнем с того, что есть прямое включение, тогда переход открыт и характеристика тока зависит от напряжения.

Электроника в пять шагов. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

Обратите внимание в правой части две характеристики, для каждого материала своя. При это напряжение, при котором происходит открытие резко идет вверх меньше чем 1 вольт. Рабочий ток диода от нескольких миллиампер ампер, может доходит до сотен ампер (зависит от исполнения) А вот слева характеристика в другом масштабе. Обратное напряжение может достигать сотни или тысячи вольт, а ток будет всего несколько микроампер, что в 1000 раз меньше прямого тока.

Я привожу всегда пример для сравнения с золотником. То есть накачивая колесо, вы чуть чуть создаете давление и золотник открывается, далее при увеличении давления, будет увеличение расхода воздуха. Как только мы перестаем качать, обратное давление может давить в несколько атмосфер, а золотник держит. Это и есть принцип работы полупроводника.

Но, так же как и проводник с изолятором, разное сочетание полупроводников дают разные элементы - транзисторы, тиристоры, стабилитроны и много других, но об этом у другой раз.

Понравилась статья, ставь лайк и подписывайся в раздел.