Osnovi elektronike

Equation Section 6
6. Osnovi fizike poluprovodnika
Kao što je već rečeno, prema svojoj provodnosti elektrotehnički materijali se dele na tri
grupe: provodnike, poluprovodnike i izolatore. Poluprovodnički materijali predstavljaju osnov
savremene elektronike, tako da ćemo u narednim izlaganjima ukratko razmotriti njihove
najvažnije osobine, koje će nam pomoći da razumemo rad osnovnih poluprovodničkih
komponenata: diode, bipolarnog tranzistora i MOS tranzistora. Najvažniji poluprovodnički
materijali su silicijum (Si), germanijum (Ge) i galijum arsenid (GaAs).
6.1 Osnovni pojmovi o provodnosti materijala
Svaki električni provodnik možemo posmatrati na dva načina:
• Posmatrajući makroskopske efekte preko napona, struje, otpornosti, itd.
• Posmatrajući mikroskopske efekte preko električnog polja, gustine struje, itd.
Za prvi pristup može se koristiti Omov zakon:
V
= RI
(6.1)
dok je za drugi pristup bolje iskoristiti relaciju između električnog polja i napona
V
E = (6.2)
l
gde je V napon na krajevima provodnika a l njegova dužina, kao i definiciju gustine struje:
gde je I struja kroz provodnik a S poprečni presek provodnika.
Zamenom u jednačinu za Omov zakon se dobija:
El
I
J = (6.3)
S
= RJS
(6.4)
odnosno:
tako da se konačno dobija:
RJS
E = = ρ J
(6.5)
l
Konstanta ρ se naziva specifična otpornost. Njena jedinica je
specifične otpornosti je specifična provodnost:
l
R = ρ (6.6)
S
Ω m . Recipročna vrednost
49