5η ΟΜΑΔΑ
ΝίθνοΣζηκπξίδεο
ΜάξηνοΡνπθάη
Κσλζηαληίλνο΢ακαξάο
ΠαύινοΧαηδεκηηάθνο
Θέκα παξνπζίαζεο:
Ημιαγωγοί
Οη εκηαγσγνί είλαη ρεκηθά ζηνηρεία ή ρεκηθέο ελώζεηο πνπ επηηξέπνπλ
ζην ειεθηξηθό ξεύκα λα δηέξρεηαη θαηά κία ζπγθεθξηκέλε θνξά ε νπνία
νλνκάδεηαη αγώγηκε θνξά θαη όρη θαηά ηελ αληίζεηε θαηεύζπλζε πνπ
νλνκάδεηαη αλαζηαιηηθή θνξά
Γηα ηελ αθξίβεηα εκηαγσγόο είλαη θάζε πιηθό πνπ έρεη
εηδηθή αληίζηαζε κε ηηκέο αλάκεζα ζε απηέο ησλ κνλσηώλ (κεγάιε) θαη
ησλ αγσγώλ (κηθξή) θαη πνπ εκθαλίδεη ξαγδαία κείσζε ηεο εηδηθήο ηνπ
αληίζηαζεο κε ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ.
Ημιαγωγοί
Παραδείγματα ημιαγωγών
 1.Ππξίηην(Si)
 2.Γεξκάλην(Ge)
 Έλαο εκηαγσγόο, όπσο ην ππξίηην, ζηελ θαζαξή
θξπζηαιιηθή ηνπ κνξθή, είλαη θαιόο κνλσηήο. Ωζηόζν,
όηαλ έζησ θαη έλα άηνκν κέζα ζε εθαηνκκύξηα
αληηθαηαζηαζεί από κία πξόζκημε (θσζθόξνο ή αξζεληθό)
πνπ πξνζζέηεη έλα ειεθηξόλην από ηελ θξπζηαιιηθή δνκή
ηόηε ε αγσγηκόηεηά ηνπο απμάλεηαη ζεακαηηθά. Σν ίδην
ζπκβαίλεη αλ ε πξόζκημε γίλεη κε άηνκν πνπ αθαηξεί
ειεθηξόλην (βόξην, αξγίιην ή γάιιην).
 Σν πσρίτιο (Silicium) είλαη ην ρεκηθό
ζηνηρείν κε ρεκηθό ζύκβνιν Si, αηνκηθό
αξηζκό 14 θαη αηνκηθή
κάδα 28,0855 amu(ατομική μονάδα μάζας).
Είλαη έλα κεηαιινεηδέο πνπ αλήθεη ζηελ νκάδα
14 ηνπ πεξηνδηθνύ πίλαθα καδί κε
ηνλ Άλζξαθα(C),ην Γεξκάλην(Ge),ηνλ Καζζίηε
ξν(Sn) θαη ην Μόιπβδν(Pb)
 Σν ππξίηην θαη νη ελώζεηο ηνπ έρνπλ
πνιιέο βηνκεραληθέο ρξήζεηο. Σν ίδην ην ππξίηην
είλαη θύξην ζπζηαηηθό ησλ
πεξηζζόηεξσλ εκηαγσγηθώλ ζπζηεκάησλ θαη
ησλ κηθξνηζίπ. Οη εκηαγσγηθέο ηδηόηεηεο ησλ
εκηαγσγώλ ππξηηίνπ παξακέλνπλ ζε
πςειόηεξεο ζεξκνθξαζίεο ζε ζύγθξηζε κε ησλ
αληίζηνηρσλ ηνπ γεξκαλίνπ.
Μεξηθά ιόγηα γηα ην γεξκάλην(Ge)
Σν ρεκηθό ζηνηρείν γερμάνιο (germanium) είλαη
ζπάλην, ζθιεξό, ιακπεξό, γθξηδόιεπθν εκηκέηαιιν
(κεηαιινεηδέο)
Ο αηνκηθόο αξηζκόο ηνπ είλαη 32 θαη ε ζρεηηθή αηνκηθή
κάδα ηνπ 72,63
Σν ρεκηθό ηνπ ζύκβνιν είλαη "Ge" θαη αλήθεη ζηελ
νκάδα 14 ηνπ πεξηνδηθνύ πίλαθα, ζηελ πεξίνδν 4 θαη
ζηνλ ηνκέα p. Έρεη ζεξκνθξαζία ηήμεο 938,25 °C θαη
ζεξκνθξαζία βξαζκνύ 2833 °C.
Αλαθαιύθζεθε ζην νξπθηό αξγπξνδίηεο ην 1886 από
ην Γεξκαλό ρεκηθό Κιέκελο Βίλθιεξ, 66 ρξόληα κεηά ην
ππξίηην θαη πήξε ην όλνκά ηνπ από ηελ Germania, παιηά
ιαηηληθή νλνκαζία ηεο Γεξκαλίαο.
Σν γεξκάλην δελ ππάξρεη ζε ειεύζεξε κνξθή ζηε θύζε.
Είλαη πνιύ δηαζπαξκέλν ζην ζηεξεό θινηό ηεο Γεο ζηνλ
νπνίν ε πεξηεθηηθόηεηά ηνπ αλαθέξεηαη όηη θπκαίλεηαη
κεηαμύ 1,0 ppm θαη 1,7 ppm(parts per million).
Οη εκηαγσγνί θαηέρνπλ κεγάιε ηερλνινγηθή ζεκαζία,αθνύ
απνηεινύλ ηε βάζε ηεο κηθξνειεθηξνληθήο θαη ηνπ
ειεθηξηθνύ ππνινγηζηή.Σν γεξκάλην(Ge) αμηνπνηείηαη σο
αγσγόο εδώ θαη πεξίπνπ 50 ρξόληα πεξίπνπ ζην ξαληάξ θαη
ηα ηξαλδίζηνξ.
Παξόι'απηά ε ρξήζε ηνπ εθηνπίζηεθε ζηαδηαθά,εμαηηίαο ηνπ
πνιύ θζελνύ ππξηηίνπ,πνπ απαληάηαη άθζνλν ζηε θύζε.
Λεπηά ζηξώκαηα εκηαγσγώλ πιηθώλ ζπζθεπαζκέλα καδί
ζπλζέηνπλ δηάθνξνπο ηύπνπο ηξαλδίζηνξ πνπ
ρξεζηκνπνηνύληαη ζε πνιιέο εθαξκνγέο πνπ αθνξνύλ,
κεηαμύ άιισλ, ηνπο ειεθηξνληθνύο ππνινγηζηέο.
Σν ηξαλδίζηνξ, ε θξπζηαιινδίνδνο, ε δίνδνο Zener, ε δίνδνο
Tunnel θαη ηα νινθιεξσκέλα θπθιώκαηα είλαη κεξηθά από
ηα ζηνηρεία πνπ αλήθνπλ ζηνπο εκηαγσγνύο.
ΕΤΥΑΡΙ΢ΣΟΤΜΕ ΓΙΑ
ΣΗΝ ΠΡΟ΢ΟΥΗ ΢Α΢!

ημιαγωγοί

  • 1.
  • 2.
    Οη εκηαγσγνί είλαηρεκηθά ζηνηρεία ή ρεκηθέο ελώζεηο πνπ επηηξέπνπλ ζην ειεθηξηθό ξεύκα λα δηέξρεηαη θαηά κία ζπγθεθξηκέλε θνξά ε νπνία νλνκάδεηαη αγώγηκε θνξά θαη όρη θαηά ηελ αληίζεηε θαηεύζπλζε πνπ νλνκάδεηαη αλαζηαιηηθή θνξά Γηα ηελ αθξίβεηα εκηαγσγόο είλαη θάζε πιηθό πνπ έρεη εηδηθή αληίζηαζε κε ηηκέο αλάκεζα ζε απηέο ησλ κνλσηώλ (κεγάιε) θαη ησλ αγσγώλ (κηθξή) θαη πνπ εκθαλίδεη ξαγδαία κείσζε ηεο εηδηθήο ηνπ αληίζηαζεο κε ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ. Ημιαγωγοί
  • 3.
    Παραδείγματα ημιαγωγών  1.Ππξίηην(Si) 2.Γεξκάλην(Ge)  Έλαο εκηαγσγόο, όπσο ην ππξίηην, ζηελ θαζαξή θξπζηαιιηθή ηνπ κνξθή, είλαη θαιόο κνλσηήο. Ωζηόζν, όηαλ έζησ θαη έλα άηνκν κέζα ζε εθαηνκκύξηα αληηθαηαζηαζεί από κία πξόζκημε (θσζθόξνο ή αξζεληθό) πνπ πξνζζέηεη έλα ειεθηξόλην από ηελ θξπζηαιιηθή δνκή ηόηε ε αγσγηκόηεηά ηνπο απμάλεηαη ζεακαηηθά. Σν ίδην ζπκβαίλεη αλ ε πξόζκημε γίλεη κε άηνκν πνπ αθαηξεί ειεθηξόλην (βόξην, αξγίιην ή γάιιην).
  • 4.
     Σν πσρίτιο(Silicium) είλαη ην ρεκηθό ζηνηρείν κε ρεκηθό ζύκβνιν Si, αηνκηθό αξηζκό 14 θαη αηνκηθή κάδα 28,0855 amu(ατομική μονάδα μάζας). Είλαη έλα κεηαιινεηδέο πνπ αλήθεη ζηελ νκάδα 14 ηνπ πεξηνδηθνύ πίλαθα καδί κε ηνλ Άλζξαθα(C),ην Γεξκάλην(Ge),ηνλ Καζζίηε ξν(Sn) θαη ην Μόιπβδν(Pb)  Σν ππξίηην θαη νη ελώζεηο ηνπ έρνπλ πνιιέο βηνκεραληθέο ρξήζεηο. Σν ίδην ην ππξίηην είλαη θύξην ζπζηαηηθό ησλ πεξηζζόηεξσλ εκηαγσγηθώλ ζπζηεκάησλ θαη ησλ κηθξνηζίπ. Οη εκηαγσγηθέο ηδηόηεηεο ησλ εκηαγσγώλ ππξηηίνπ παξακέλνπλ ζε πςειόηεξεο ζεξκνθξαζίεο ζε ζύγθξηζε κε ησλ αληίζηνηρσλ ηνπ γεξκαλίνπ.
  • 5.
    Μεξηθά ιόγηα γηαην γεξκάλην(Ge) Σν ρεκηθό ζηνηρείν γερμάνιο (germanium) είλαη ζπάλην, ζθιεξό, ιακπεξό, γθξηδόιεπθν εκηκέηαιιν (κεηαιινεηδέο) Ο αηνκηθόο αξηζκόο ηνπ είλαη 32 θαη ε ζρεηηθή αηνκηθή κάδα ηνπ 72,63 Σν ρεκηθό ηνπ ζύκβνιν είλαη "Ge" θαη αλήθεη ζηελ νκάδα 14 ηνπ πεξηνδηθνύ πίλαθα, ζηελ πεξίνδν 4 θαη ζηνλ ηνκέα p. Έρεη ζεξκνθξαζία ηήμεο 938,25 °C θαη ζεξκνθξαζία βξαζκνύ 2833 °C. Αλαθαιύθζεθε ζην νξπθηό αξγπξνδίηεο ην 1886 από ην Γεξκαλό ρεκηθό Κιέκελο Βίλθιεξ, 66 ρξόληα κεηά ην ππξίηην θαη πήξε ην όλνκά ηνπ από ηελ Germania, παιηά ιαηηληθή νλνκαζία ηεο Γεξκαλίαο. Σν γεξκάλην δελ ππάξρεη ζε ειεύζεξε κνξθή ζηε θύζε. Είλαη πνιύ δηαζπαξκέλν ζην ζηεξεό θινηό ηεο Γεο ζηνλ νπνίν ε πεξηεθηηθόηεηά ηνπ αλαθέξεηαη όηη θπκαίλεηαη κεηαμύ 1,0 ppm θαη 1,7 ppm(parts per million).
  • 6.
    Οη εκηαγσγνί θαηέρνπλκεγάιε ηερλνινγηθή ζεκαζία,αθνύ απνηεινύλ ηε βάζε ηεο κηθξνειεθηξνληθήο θαη ηνπ ειεθηξηθνύ ππνινγηζηή.Σν γεξκάλην(Ge) αμηνπνηείηαη σο αγσγόο εδώ θαη πεξίπνπ 50 ρξόληα πεξίπνπ ζην ξαληάξ θαη ηα ηξαλδίζηνξ. Παξόι'απηά ε ρξήζε ηνπ εθηνπίζηεθε ζηαδηαθά,εμαηηίαο ηνπ πνιύ θζελνύ ππξηηίνπ,πνπ απαληάηαη άθζνλν ζηε θύζε. Λεπηά ζηξώκαηα εκηαγσγώλ πιηθώλ ζπζθεπαζκέλα καδί ζπλζέηνπλ δηάθνξνπο ηύπνπο ηξαλδίζηνξ πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζε πνιιέο εθαξκνγέο πνπ αθνξνύλ, κεηαμύ άιισλ, ηνπο ειεθηξνληθνύο ππνινγηζηέο. Σν ηξαλδίζηνξ, ε θξπζηαιινδίνδνο, ε δίνδνο Zener, ε δίνδνο Tunnel θαη ηα νινθιεξσκέλα θπθιώκαηα είλαη κεξηθά από ηα ζηνηρεία πνπ αλήθνπλ ζηνπο εκηαγσγνύο.
  • 7.