Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

3. fejezet
Az elektronikus eszközök
tulajdonságainak az összefoglalása
A fejezet célja az, hogy ismertesse a legfontosabb aktív eszközök működését, megadja az eszközök
karakterisztikáit és azokat a helyettesítő képeket, amelyek a tantárgy későbbi fejezeteiben szerepet
játszanak.
3.1. A félvezető eszközök működésének fizikai alapjai
Ebben a fejezetben áttekintjük a félvezető eszközök működésének fizikai hátterét anélkül, hogy a működés
részletes analízisével foglalkoznánk. Célunk az, hogy szemléletes képet adjunk az eszközök
működéséről a legfontosabb fizikai jelenségek ismeretterjesztő szintű tárgyalásával. Nem említjük
tehát azokat a szilárdtest fizikai és kvantummechanikai alapokat, amelyek a működés mélyebb megismeréséhez
feltétlenül szükségesek, de megnevezzük, és jelenség szintjén tárgyaljuk is a működést
leginkább befolyásoló fizikai hatásokat.
Ohmos vezetés (elektronok mozgása vezetőképes szilárd testekben)
Egy elektromosan semleges vezető tömb ohmos vezetését a 3.1. ábrán illusztráljuk.
Az ábrán egy L [m] hosszúságú és A [ m 2] keresztmetszetű vezetőképes tömb látható, amely
elektromosan semleges. Az elektromos semlegesség annyit jelent, hogy az anyagban az elektronok
és protonok száma azonos, de amíg a protonok az anyagot alkotó atomok magjában helyezkednek el,
ezért mozgásra képtelenek, addig az elektronok egy része elektromos erőtér hatására szabadon képes
mozogni (az ábrán ezt szimbolizálja az azonos számú körrel körülvett pozitív és szabadon lévő negatív
töltés jelképe). Ezek a szabad elektronok azok, amelyek nem vesznek rész a kémiai kötésekben,
hanem magasabb energiájú állapotban vannak (az úgynevezett vezetési sávban tartózkodnak).
L
Semleges tömb
szabad elektronok
U
I
A
3.1. ábra. Egy elektromosan semleges vezető tömb ohmos vezetése.