OSNOVE ELEKTRONIKE

Osnovna svojstva poluvodiča

Atomi metala za razliku od drugih elemenata lako otpustaju svoje vanjske elektrone. Oni se gotovo slobodno kreču po metalu i zato ih nazivamo slobodnim elektronima. Nosioci su elektriciteta u metalima.
Broj slobodnih elektrona u metalu približno je jednak broju atoma u njemu. Na primjer, na jedan atom srebra (Ag) prosječno dolazi oko 0.7 slobodnih elektrona, a na jedan atom aluminija dolaze oko 2 slobodna elektrona.
Neke osobine metala, kao što je na primjer električna vodljivost, možemo objasniti predodžbom o tzv. elektronskom plinu. Prema toj zamisli nastaloj u još u 19.st ,slobodni se elektroni u metalu ponašaju kao čestice idealnog plina. Otuda i naziv elektronski plin. Slobodni elektron,duboko u metalu, istovremeno privuče 8-10 susjednih pozitivnih iona. Njihove se privlačne sile međusobno uravnotežuju pa se elektron ponaša kao slobodna čestica. Na površini metala te sile naravno nisu uravnotežene jer na elektron djeluje privlačna sila koja ga vuče prema unutrašnjosti metala. Zato elektroni ne mogu spontano izlaziti iz metala. Da bi mogli napustiti metal potrebna je energija koja se postiže zagrijavanjem ili ozračivanjem metala

N-POLUVODIČ
Poluvodič tipa N je onaj kod kojeg kao nositelji provodljivosti predvladavaju elektroni,. On se dobije kad se u monokristal četverovalentnog germanija ili silicijuma dodaju nečistoce petovalentnih atoma fosfora, arsena ili antimona koji zamjenjuju normalna mjesta atoma germanijuma ili silicijuma. Nečistoce petovalentnih atoma koje se dodaju germanijumu ili silicijumu radi povečanja broja slobodnih elektrona nazivaju se donatorima.

P-POLUVODIČ
Poluvodič tipa p je onaj kod koga kao nositelji provodljivosti predvladavaju šupljine. Šupljine u poluvodiču nastaju tako što se u monokristal četvarovalentnog germanija ili silicija unesu čestice trovalentnih atoma galijuma ili indijuma. ove nečistoce koje povečavaju koncentaciju šupljina nazivaju se akceptorima.

O ELEKTRIČNOJ STRUJI OPČENITO

Elektična struja je usmjereno gibanje slobodnih elektrona od mjesta viška elektrona prema mjestu manjka elektrona.

Učinci električne struje u vodičima i njegovoj okolini mogu biti:

Kemijski učinak, gdje električna struja pri prolazu kroz neke kemijske spojeve rastavlja te spojeve na sastavne dijelove. Primjena kemijskog učinka je u elektrolizi, punjenju akumulatora i dr.

Magnetski učinak, gdje električna struja pri prolazu kroz vodič stvara oko njega magnetsko polje. Magnetski učinci električne struje omogučuju rad generatora, elektromotora i transformatora, a osnova je i djelovanja večine drugih uređaja.

Toplinski učinak, gdje električna struja zagrijava svaki vodič kroz koji prolazi. Korisno zagrijavanje, gdje se električna energija pretvara u toplinu, bilo bi kod: štednjaka, glačala, grijala, lemila i dr. Štetno zagrijavanje, gdje se u električnim strojevima i vodovima stvara nepotrebno zagrijavanje uslijed čega se beskorisno troši električna energija.

Svjetlosni učinak,gdje električna struja, na primjer, pri prolazu kroz žarnu nit žarulje, žari nit i kao posljedica toplinskog učinka svijetli.

Fiziološki učinci,  gdje električna struja pri prolazu kroz živa bića stvara kemijski i toplinski učinak. Korisna primjena je u medicini, a može biti i opasna po život nepropisnim rukovanjem. 

Električni strujni krug dobivamo kada električni izvor spojimo vodičem na trošilo, a tada se elektroni gibaju od negativnog pola prema pozitivnom polu izvora, tj. poteći će električna struja. Tehnički smjer električne struje je od pozitivnog prema negativnom polu izvora.