In engineeringenerçilik okuwçysy ýa-da inerener bolsaňyz, köp ulanylyş üçin ygtybarly elektron enjamlarynyň bolmagynyň möhümdigini bilýän bolsaňyz gerek.
Strongöne güýçli elektrik meýdanlary bu enjamlara urlanda näme bolýandygy hakda pikir edip gördüňizmi? Güýç effekti şu ýerden gelýär we oňa düşünmek elektron ulgamlaryň gowy işleýändigine we howpsuzdygyna göz ýetirmegiň açarydyr.
Bu blogda, göçüň täsirine, sebäplerine, täsirlerine we hakyky ulanylyşyna has giňişleýin serederin.
Tejribeli inerener bolsaňyz ýa-da ýaňy başlasaňyz, bu sypdyrmak islemeýän mowzugyňyz. Şonuň üçin taýynlaň we göç täsiriniň elektrikleşýän dünýäsini öwrenmäge taýyn boluň!
Güýç effektine giriş
Resmi kesgitleme:
Güýçli elektrik meýdany bilen tizlenýän bir elektronyň ýa-da beýleki zarýadly bölejigiň gaz molekulalary bilen çaknyşyp, ionlaşdyrýan jemleýji prosesi, şeýlelik bilen has köp çaknyşýan täze elektronlary çykarýar we akymyň öz-özüni saklamagy üçin.
Güýç effekti: umumy düşündiriş
Güýç effekti, güýçli elektrik meýdany bilen çaltlaşdyrylan elektron ýa-da beýleki zarýadly bölejik gaz molekulalaryna degip, olary ionlaşdyranda, elektron enjamlarda ýüze çykýan esasy fiziki täsirdir.
Bu amal täze elektronlary döredýär, soň bolsa has köp elektron bilen çaknyşýar we özbaşdak dowam edýär.
Güýç effekti köplenç göç diodlary, radiasiýa detektorlary we bölejik detektorlary ýaly elektron enjamlary ýasamak üçin ulanylýar.
Diodda güýçli täsir
Güýç effekti çatrykda ýokary ters naprýa .eniýe ulanylanda diodda bolup geçýär. Bu çatrykdaky elektronlary çaltlaşdyrýan güýçli elektrik meýdany döredýär.
Bu elektronlar çatrykdan geçip barýarka, kristal panjaradaky atomlara bökýärler. Bu atomlary ionlaşdyrýar we has köp elektron çykarýar.
Soňra bu täze elektronlar tizlenýär we has köp atom urýar, ionlaşmagyň zynjyrly reaksiýasyny we özbaşdak dowam edýän tok akymyny döredýär.
Muňa "göç effekti" diýilýär we diodlar "tersine bölüniş sebitinde" işlemek üçin edilýär.
Güýç diodlary
Güýç diody ýarymgeçiriji diodyň bir görnüşidir, ol belli bir naprýa ateniýede göçde döwülýär.
Güýç diodynyň pn çatrygy, häzirki konsentrasiýany we ondan çykýan gyzgyn nokatlary duruzmak üçin ýasalýar, göç effekti diodyň zyýany bolmaz.
Güýç diody Zener diody bilen birmeňzeş ýasalýar we Zeneriň döwülmegi hem, göçüň döwülmegi hem bu diodlarda bolup biler.
Güýç diodlary göçüň döwülmeginde iň oňat işlemek üçin niýetlenendir, şonuň üçin naprýa .eniýe döwülende kiçijik, ýöne göze ilýän peselýär.
Diodda güýçli täsiriň mysaly
Zynjyrdaky naprýa .eniýäni gözegçilikde saklamak üçin göçüň bölünişigini ulanmak, dioddaky göç täsiriniň mysalydyr.
Bu ýagdaýda, diod tersine bölüniş sebitinde işlemek üçin edilýär, bu ýerde göç effekti durnukly we öňünden aýdyp boljak naprýa dropeniýeniň peselmegini üpjün edip biler.
Diod beýleki bölekleri aşa woltdan goramak ýa-da ýüküň naprýa .eniýesini çäklendirmek üçin awtoulag hökmünde ulanylyp bilner.
Dioddaky göçme täsiri naprýa .eniýäni gaty takyk dolandyrmagyň esasy usulydyr. Elektron enjamlaryň giň toplumynda tapyp bilersiňiz.
Wideo: Güýç döwülmegi we Zeneriň döwülmegi täsiri düşündirildi
Maslahat: Gerek bolsaňyz, ýazgy düwmesini açyň. Iňlis dili bilen tanyş däl bolsaňyz, sazlamalar düwmesinde “awtomatiki terjime” saýlaň. Halaýan diliňiz terjime edilmezden ozal wideonyň diline basmaly bolmagyňyz mümkin.
Güýç effektiniň elektron enjamlarynda ähmiýeti
Güýç effekti we Zener täsiri pn diodlarynda we beýleki elektron enjamlarynda bolup biläýjek elektrik togunyň iki görnüşidir.
Güýç effekti, güýçli elektrik meýdany bilen çaltlaşdyrylan elektron ýa-da beýleki zarýadly bölejik gaz molekulalaryna çümüp, ionlaşanda ýüze çykýan esasy fiziki hadysadyr.
Bu amal täze elektronlary döredýär, soň bolsa has köp elektron bilen çaknyşýar we özbaşdak dowam edýär.
Güýç effekti köplenç göç diodlary, radiasiýa detektorlary we bölejik detektorlary ýaly elektron enjamlary ýasamak üçin ulanylýar.
Zener effekti
Zener effekti, elektronikada, esasanam ters tarapa gönükdirilen pn diodlarda bolup biläýjek elektrik togunyň başga bir görnüşidir.
Elektrik meýdany elektronlara walent zolagyndan geçiriji zolaga geçmäge mümkinçilik berse, bu täsir bolýar.
Daşaýjylaryň bu duýdansyz döredilmegi, Zener diodynyň ýokary eňňit geçirijiligine getirýän ters toky çalt ýokarlandyrýar.
Güýç döwülmegi Zener täsirinden tapawutlanýar.
Güýç bölünişiginde geçiş sebitindäki azlyk göteriji elektronlar elektrik meýdançasy bilen baglanyşdyrylan elektronlara çümüp elektron deşik jübütlerini boşatmak üçin ýeterlik ýokary tizlik bilen tizlenýär.
“Zener Breakdown” bilen “Güýç döwülmegi” arasyndaky tapawut
Zeneriň we gar süýşmesiniň ýüze çykmagy, bu ikisiniň arasyndaky esasy tapawut.
Zeneriň döwülmegi güýçli elektrik meýdanlary bolanda bolup geçýär, şol bir wagtyň özünde erkin elektronlar we atomlar biri-birine degen mahaly göçüň bozulmagy bolup geçýär.
Bu meseleleriň ikisi-de bir wagtda bolup biler.
Güýç döwülmegi tersine bölüniş sebitinde işlemek üçin döredilen diodlarda, Zeneriň döwülmegi bolsa ýeňil doply we aşaky naprýa .eniýelerde bolýar.
Güýç effektiniň elektron enjamlarynda ähmiýeti
Güýç effekti, göç diodlary we ýokary woltly diodlar ýaly käbir elektron enjamlaryň esasy bölegi bolup durýar, sebäbi elektrik zynjyrlaryndaky naprýa .eniýeleri takyklyk bilen dolandyrmaga mümkinçilik berýär.
Güýç effekti naprýatageeniýäni kadalaşdyrmak, güýçlenmelerden goramak we çalt geçmek ýaly köp zat üçin ulanylyp bilner.
Güýç diodlary köplenç elektron enjamlaryny naprýa .eniýeden goramak üçin ulanylýar.
Volokary woltly diodlar elektrik togundaky naprýa .eniýäni gözegçilikde saklamak üçin göç effektini ulanýarlar.
Güýç effektini hasaplamak we ölçemek
Elektron enjamlarda göçme effektini barlamak
Açylmadyk induktiw kommutasiýa (UIS) synagy, göçme täsiri üçin elektron enjamlaryny tegelek görnüşde barlamagyň bir usulydyr.
UIS synagy göçüň täsiri üçin göni synag däl. Muňa derek, MOSFET-iň ýokary woltly tüpeňleri we naprýa .eniýedäki duýdansyz damjalary nädip dolandyryp biljekdigini barlaýar.
UIS synagy wagtynda induktory belli bir derejä zarýad bermek üçin wyklýuçatel açylýar. Güýç effektiniň bolmagy üçin wyklýuçatel öçürilýär.
Güýç energiýasynyň näçeräkdigi kremniniň enjamynyň gysýan naprýa .eniýesiniň ululygyna we uzynlygyna baglydyr.
MOSFET Güýç derejesi enjamyň näderejede berkdigini barlamaga kömek edýär we has gowşak ýa-da döwülmegi ähtimal MOSFET-leri süzýär.
Emma göç effektiniň elektron enjamlarynda elmydama gowy zat däldigini ýatdan çykarmaly däldiris, sebäbi olaryň dargamagyna we weýran edip biler.
Şol sebäpli, zynjyrlary dizaýn edýän we enjamlary ýasaýan adamlar, güýçli täsir hadysalaryna we beýleki geçiş şertlerine garşy göç täsiriniň peýdalaryny üns bilen ölçemeli.
Güýç diodlary
Güýç diodlary ýarymgeçiriji diodyň bir görnüşidir, ol belli bir naprýa ateniýede göçde döwülýär.
Güýç diodynyň pn çatrygy häzirki konsentrasiýany we ondan gelýän gyzgyn nokatlary duruzmak üçin ýasalýar, şonuň üçin göç effekti dioda zyýan bermeýär.
Güýç diody Zener diody bilen birmeňzeş ýasalýar we Zeneriň döwülmegi hem, göçüň döwülmegi hem bu diodlarda bolup biler.
Güýç diodlary göçüň döwülmeginde iň oňat işlemek üçin niýetlenendir, şonuň üçin naprýa .eniýe döwülende kiçijik, ýöne göze ilýän peselýär.
Güýç diodlary naprýatageeniýäni kadalaşdyrmak, ýokarlanmalardan goramak we çalt geçmek ýaly köp zat üçin ulanylyp bilner.
Güýç effekti ýokary woltly diodlar bilen elektrik zynjyrlaryndaky naprýa .eniýäni takyklyk bilen dolandyrmak üçin ulanylýar.
Güýç effektini güýçlendirmek we öňe sürmek
Käbir elektron enjamlarynda göç effekti gowy zat bolup biler, sebäbi statistiki derňew arkaly hüjümçilere ýönekeý teksti kesgitlemegi kynlaşdyrýar.
Şeýlelik bilen, göç effektini zynjyrlarda ýygy-ýygydan amala aşyrmagyň ýollary bar:
Breakdown-dan ýokary naprýa .eniýeni ýokarlandyrmak
Zynjyryň göç täsirine has ähtimal bolmagynyň bir usuly, naprýatageeniýeniň naprýa .eniýesini bökdençlikden ýokarlandyrmakdyr.
Thisöne munuň üçin göçürme akymynyň öňdebaryjy gyrasyny alyp, göçüň gurulmagy bilen kesgitlenen adaty çykyş impulsyny döredip biljek zynjyr gerek.
Işjeň söndürmek
Bu ýagdaýda 50 rezistordan (ýa-da integrirlenen tranzistordan) göçme tokynyň ýiti başlangyjy sanly çykyş impulsyny iberýän çalt diskriminator tarapyndan alynýar.
Doping konsentrasiýalaryny optimizirlemek
Iki adaty gatlagyň doping konsentrasiýalaryny optimizirlemek, ýagtylyk arkaly öndürilen elektronlaryň göçmegi köpeltmek üçin ýokary elektrik meýdany almaga kömek edip biler.
Bu usul şekil datçiklerinde kwant netijeliligini ýokarlandyrmak üçin ulanyldy. Şeýle hem CMOS SPAD-larda ulanyljakdygy aýdylýar.
Teklip edilýän gurluşda gradient doping profili bolan p-epitaksial gatlak hem ulanylýar, bu gatlagyň içine gireniňizde doping mukdary köpelýär.
Şeýle gradient doping tertibi, surat döredýän elektronlaryň ýokaryk hereket etmegini we göç köpeltmek sebtiniň ugrunda netijeli ýygnalmagyny aňsatlaşdyrmak arkaly PDE-ni hasam gowylaşdyrýar.
Townsend göç
Townsend göçüniň ýekeje mugt elektron bilen başlandygyny ýatdan çykarmaly däldiris. Bu prosesi başlamak üçin diňe erkin elektronlar elektrik meýdanynda ýeterlik aýlanyp bilýärler.
Hiç wagt içgysgynç duýýan bolsaňyz we azajyk tolgunma gözleýän bolsaňyz
Öýüňizde göç täsirini döretmek hakda pikir edýäňizmi? Diňe güýçli elektrik meýdany we birnäçe gaz molekulalaryny ýygnaň we voila - özüňizi saklamaga taýyn!
Elbetde degişýärin.
Gözegçilik edilýän laboratoriýanyň daşyndaky göç täsirini etmäge synanyşmak howply we gowy pikir däl.
Öz-özüni saklamak pikiri ajaýyp ýaly bolup görünse-de, elektron ulgamlara we enjamlara çynlakaý täsir edip biler.
Kazyýetleri ulanyň
| Ulanylan: | Düşündiriş: |
|---|---|
| Güýç diodlary | Güýç diodlary göç täsiriniň iň köp ulanylýan usullaryndan biridir. Bu ýörite diodlar, tersine bölünýän sebit bolan göç täsiriniň ýüze çykýan sebitinde işlemek üçin ýasalýar. Netijede, naprýatageeniýäni sazlamak, güýçlenmelerden goramak we çalt geçmek ýaly köp meseleler üçin ulanylyp bilinýän, öz-özüni çäklendirýän tok akymy. |
| Radiasiýany kesgitlemek | Radiasiýany kesgitlemek, göç täsiriniň başga bir möhüm ulanylyşydyr. Radiasiýa üçin detektor ýasamak üçin ulanylýar. Geiger-Müller turbalary, esasan, ionlaşdyryjy şöhlelenmäni tapmak we ölçemek üçin göç effektini ulanýan gurallardyr. Radiasiýadan zarýadlanan bölejikler turbanyň içinden geçip barýarka, gaz molekulalaryny ionlaşdyrýarlar, görüp we ölçäp boljak elektronlaryň köpelmegine sebäp bolýar. |
| Elektron sesiň peselmegi | Güýç effekti käbir elektron zynjyrlardaky sesleri azaltmak üçin hem ulanylyp bilner. Hususan-da, göç diody ses çeşmesi bilen yzygiderli birikdirilende, göç täsiriniň özüni çäklendirýän tebigaty ulgamdaky sesiň umumy derejesini peseltmäge kömek edip biler. |
| Energyokary energiýa fizikasy | Galyberse-de, güýçli täsir ýokary energiýa bölejikleriniň bardygyny tapmak we ölçemek üçin ulanyp boljak ýokary energiýa fizikasynyň synaglarynyň esasy bölegi. Hususan-da, Wagt proýeksiýa palatasy ýaly bölejik detektorlary, gaz molekulalaryny ionlaşdyrmak we zarýadlanan bölejikleriň hereketini yzarlamak üçin ulanyp boljak signal döretmek üçin göç effektini ulanýarlar. |
Netije
Bu ýazgyda görşümiz ýaly, göçüň täsiri elektron enjamlara we ulgamlara köp täsir edýän gyzykly we çylşyrymly hadysadyr.
Güýç effekti, esasy sebäplerinden başlap, hakyky dünýäde ulanylyşyna çenli bize köp zat öwredip biler.
Technicalöne tehniki jikme-jikliklerden başga-da, göç effekti elektrik energiýasynyň işleýşi we zarýadly bölejikler we gaz molekulalarynyň özara täsiri barada özboluşly görnüş berýär.
Elektrik energiýasynyň güýjüni we potensialyny, şeýle hem energiýa bilen materiýanyň arasyndaky näzik deňagramlylygy ýatladýar.
In engineenerler we alymlar hökmünde diňe bir göçüň täsiriniň tehniki taraplaryna düşünmek bilen çäklenmän, eýsem fiziki dünýäniň syrlaryny öwrenmek bilen gelýän täsinlige we haýran galdyryjylyga hem baha bermek möhümdir.
Bilesigelijilik we geň galdyryjylyk duýgusyny kabul etmek bilen, mümkin bolan zatlaryň çägini basyp, ertir dünýäsini emele getirip, işimizde täze düşünjeleri we mümkinçilikleri tapyp bileris.
Şeýlelik bilen, göç effekti ylym we in engineeringenerçiligiň näderejede güýçli we peýdaly bolup biljekdigini ýada salýan we tebigatyň täsinliklerini açyk akyl we hemişelik haýran galdyryjy duýgy bilen öwrenmäge çagyryş bolsun.
Bilelikde, täze ugurlary açyp, geljegi hemmeler üçin gowulaşdyryp bileris.
Paýlaş ...
