താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, അർദ്ധചാലകത്തിൻ്റെ പ്രതിരോധം. എന്താണ് അർദ്ധചാലകങ്ങൾ? അർദ്ധചാലക പ്രതിരോധം

2. ഒരു കണ്ടക്ടറിൻ്റെ പ്രതിരോധശേഷി അതിൻ്റെ താപനിലയെ എങ്ങനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു? പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ താപനില ഗുണകം അളക്കുന്നത് ഏത് യൂണിറ്റിലാണ്?

3. താപനിലയിൽ ഒരു കണ്ടക്ടറുടെ പ്രതിരോധശേഷിയുടെ രേഖീയ ആശ്രിതത്വം എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കാം?

4. താപനില കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ പ്രതിരോധശേഷി കുറയുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

5. അർദ്ധചാലകങ്ങളിലെ ആന്തരിക ചാലക പ്രക്രിയ വിവരിക്കുക.

വൈദ്യുതധാരയുടെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കാത്ത കണ്ടക്ടർ കണികകൾ (തന്മാത്രകൾ, ആറ്റങ്ങൾ, അയോണുകൾ) താപ ചലനത്തിലാണ്, വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ വൈദ്യുതധാര രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങൾ ഒരേസമയം താപ, ദിശാസൂചന ചലനത്തിലാണ്. ഇക്കാരണത്താൽ, വൈദ്യുതധാര രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങളും അതിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കാത്ത കണങ്ങളും തമ്മിൽ നിരവധി കൂട്ടിയിടികൾ സംഭവിക്കുന്നു, അതിൽ ആദ്യത്തേത് നിലവിലെ ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് രണ്ടാമത്തേതിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്ന energy ർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ഉപേക്ഷിക്കുന്നു. കൂട്ടിയിടികൾ കൂടുന്തോറും വൈദ്യുതധാര രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങളുടെ ക്രമപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിൻ്റെ വേഗത കുറയും. ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ ഞാൻ = enνS, വേഗത കുറയുന്നത് നിലവിലെ കുറവിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. കറൻ്റ് കുറയ്ക്കാൻ ഒരു കണ്ടക്ടറുടെ സ്വഭാവത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സ്കെയിലർ അളവ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു കണ്ടക്ടർ പ്രതിരോധം.ഓമിൻ്റെ നിയമത്തിൻ്റെ ഫോർമുലയിൽ നിന്ന്, പ്രതിരോധം ഓം - ശക്തിയുടെ ഒരു വൈദ്യുതധാര ലഭിക്കുന്ന കണ്ടക്ടറുടെ പ്രതിരോധം 1 എ 1 V ൻ്റെ കണ്ടക്ടറുടെ അറ്റത്ത് ഒരു വോൾട്ടേജ് ഉപയോഗിച്ച്.

ഒരു കണ്ടക്ടറിൻ്റെ പ്രതിരോധം അതിൻ്റെ നീളം l, ക്രോസ്-സെക്ഷൻ എസ്, പ്രതിരോധശേഷി സ്വഭാവമുള്ള മെറ്റീരിയൽ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ദൈർഘ്യമേറിയ കണ്ടക്ടർ, അതിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കാത്ത കണങ്ങളുമായി കറൻ്റ് രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങളുടെ യൂണിറ്റ് സമയത്തിന് കൂടുതൽ കൂട്ടിയിടികൾ, അതിനാൽ കണ്ടക്ടറുടെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കും. കണ്ടക്ടറുടെ ക്രോസ്-സെക്ഷൻ ചെറുതാകുമ്പോൾ, കറൻ്റ് രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങളുടെ ഒഴുക്ക് ഇടതൂർന്നതാണ്, പലപ്പോഴും അവ അതിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കാത്ത കണങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു, അതിനാൽ കണ്ടക്ടറുടെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു.

ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, നിലവിലെ ചലനം രൂപപ്പെടുന്ന കണങ്ങൾ കൂട്ടിയിടികൾക്കിടയിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തി, ഫീൽഡിൻ്റെ ഊർജ്ജം കാരണം അവയുടെ ഗതികോർജ്ജം വർദ്ധിക്കുന്നു. ഒരു വൈദ്യുതധാര രൂപപ്പെടാത്ത കണങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ, അവ അവയുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം അവയിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. തത്ഫലമായി, കണ്ടക്ടറുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം വർദ്ധിക്കുന്നു, അത് അതിൻ്റെ ചൂടിൽ ബാഹ്യമായി പ്രകടമാണ്. ഒരു കണ്ടക്ടർ ചൂടാക്കുമ്പോൾ അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം മാറുന്നുണ്ടോ എന്ന് നോക്കാം.

ഇലക്ട്രിക്കൽ സർക്യൂട്ടിൽ സ്റ്റീൽ വയർ (സ്ട്രിംഗ്, ചിത്രം 81, എ) ഒരു കോയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സർക്യൂട്ട് അടച്ച ശേഷം ഞങ്ങൾ വയർ ചൂടാക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. നമ്മൾ അത് കൂടുതൽ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, അമ്മീറ്റർ കാണിക്കുന്ന കറൻ്റ് കുറവാണ്. ലോഹങ്ങൾ ചൂടാക്കുമ്പോൾ അവയുടെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നതിനാലാണ് അതിൻ്റെ കുറവ് സംഭവിക്കുന്നത്. അങ്ങനെ, ഒരു വൈദ്യുത ലൈറ്റ് ബൾബിൻ്റെ മുടി കത്തിക്കാത്തപ്പോൾ അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം ഏകദേശം ആണ് 20 ഓം, അത് എരിയുമ്പോൾ (2900° C) - 260 ഓം. ഒരു ലോഹം ചൂടാക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ താപ ചലനവും ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലെ അയോണുകളുടെ വൈബ്രേഷൻ നിരക്കും വർദ്ധിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി അയോണുകൾക്കൊപ്പം വൈദ്യുതധാര ഉണ്ടാക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടികളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത് കണ്ടക്ടർ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു *. ലോഹങ്ങളിൽ, സ്വതന്ത്രമല്ലാത്ത ഇലക്ട്രോണുകൾ അയോണുകളുമായി വളരെ ദൃഢമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ലോഹങ്ങൾ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രായോഗികമായി മാറില്ല.

* (ഇലക്ട്രോണിക് സിദ്ധാന്തത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, താപനിലയിലെ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വത്തിന് കൃത്യമായ നിയമം കണ്ടെത്തുന്നത് അസാധ്യമാണ്. അത്തരമൊരു നിയമം ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്താൽ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു, അതിൽ ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ തരംഗ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു കണികയായി കണക്കാക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ലോഹത്തിലൂടെയുള്ള ഒരു ചാലക ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ ചലനം ഇലക്ട്രോണിക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണ പ്രക്രിയയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അതിൻ്റെ ദൈർഘ്യം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഡി ബ്രോഗ്ലി ബന്ധം.)

വ്യത്യസ്ത പദാർത്ഥങ്ങളാൽ നിർമ്മിച്ച ചാലകങ്ങളുടെ താപനില ഒരേ ഡിഗ്രിയിൽ മാറുമ്പോൾ, അവയുടെ പ്രതിരോധം അസമമായി മാറുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ചെമ്പ് കണ്ടക്ടർക്ക് പ്രതിരോധം ഉണ്ടെങ്കിൽ 1 ഓം, പിന്നെ വരെ ചൂടാക്കിയ ശേഷം 1°Cഅവന് എതിർപ്പുണ്ടാകും 1.004 ഓം, ടങ്സ്റ്റൺ - 1.005 ഓം ।ഒരു കണ്ടക്ടറുടെ പ്രതിരോധത്തെ അതിൻ്റെ താപനിലയിൽ ആശ്രയിക്കുന്നത് ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന്, പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ താപനില ഗുണകം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു അളവ് അവതരിപ്പിച്ചു. 1 ഓമിലെ ഒരു കണ്ടക്ടറിൻ്റെ പ്രതിരോധത്തിലെ മാറ്റത്താൽ അളക്കുന്ന ഒരു സ്കെയിലർ അളവ്, 0 ° C-ൽ, അതിൻ്റെ താപനിലയിൽ 1 ° C ൻ്റെ മാറ്റത്തിൽ നിന്ന് എടുക്കുന്നതിനെ, പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ താപനില ഗുണകം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.. അതിനാൽ, ടങ്സ്റ്റണിന് ഈ ഗുണകം തുല്യമാണ് 0.005 ഡിഗ്രി -1, ചെമ്പിന് - 0.004 ഡിഗ്രി -1.പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ താപനില ഗുണകം താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ലോഹങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഇത് താപനിലയിൽ അല്പം മാറുന്നു. ഒരു ചെറിയ താപനില പരിധിക്ക്, തന്നിരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലിന് ഇത് സ്ഥിരമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

ഒരു കണ്ടക്ടറുടെ താപനില കണക്കിലെടുത്ത് അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം കണക്കാക്കുന്ന ഒരു ഫോർമുല നമുക്ക് കണ്ടെത്താം. എന്ന് നമുക്ക് ഊഹിക്കാം R0- ൽ കണ്ടക്ടർ പ്രതിരോധം 0° സെ, വരെ ചൂടാക്കുമ്പോൾ 1°Cഅത് വർദ്ധിക്കും αR 0, വരെ ചൂടാക്കിയാൽ t°- ഓൺ αRt°അത് മാറുന്നു R = R 0 + αR 0 t°, അഥവാ

താപനിലയിൽ ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം കണക്കിലെടുക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഇലക്ട്രിക് തപീകരണ ഉപകരണങ്ങൾക്കും വിളക്കുകൾക്കുമായി സർപ്പിളുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ: സർപ്പിള വയർ നീളവും അനുവദനീയമായ വൈദ്യുതധാരയും ചൂടായ അവസ്ഥയിൽ അവയുടെ പ്രതിരോധത്തിൽ നിന്ന് കണക്കാക്കുന്നു. താപ എഞ്ചിനുകൾ, ഗ്യാസ് ടർബൈനുകൾ, സ്ഫോടന ചൂളകളിലെ ലോഹം മുതലായവയുടെ താപനില അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന റെസിസ്റ്റൻസ് തെർമോമീറ്ററുകളിൽ താപനിലയിൽ ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ തെർമോമീറ്ററിൽ നേർത്ത പ്ലാറ്റിനം (നിക്കൽ, ഇരുമ്പ്) സർപ്പിള മുറിവ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു പോർസലൈൻ ഫ്രെയിമിൽ ഒരു സംരക്ഷിത കേസിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ അറ്റങ്ങൾ ഒരു ആമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സർക്യൂട്ടുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ സ്കെയിൽ താപനില ഡിഗ്രിയിൽ ബിരുദം ചെയ്യുന്നു. കോയിൽ ചൂടാകുമ്പോൾ, സർക്യൂട്ടിലെ കറൻ്റ് കുറയുന്നു, ഇത് അമ്മീറ്റർ സൂചി നീങ്ങാൻ കാരണമാകുന്നു, ഇത് താപനില കാണിക്കുന്നു.

തന്നിരിക്കുന്ന വിഭാഗത്തിൻ്റെയോ സർക്യൂട്ടിൻ്റെയോ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ പരസ്പരബന്ധത്തെ വിളിക്കുന്നു കണ്ടക്ടറുടെ വൈദ്യുതചാലകത(വൈദ്യുത ചാലകത). ഒരു കണ്ടക്ടറിൻ്റെ വൈദ്യുതചാലകത ഒരു കണ്ടക്ടറിൻ്റെ ചാലകത കൂടുന്തോറും അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം കുറയുകയും അത് വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. വൈദ്യുതചാലകത യൂണിറ്റിൻ്റെ പേര് കണ്ടക്ടർ ചാലകത പ്രതിരോധം 1 ഓംവിളിച്ചു സീമെൻസ്.

താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ലോഹങ്ങളുടെ പ്രതിരോധം കുറയുന്നു. എന്നാൽ ലോഹങ്ങളും അലോയ്‌കളും ഉണ്ട്, അവയുടെ പ്രതിരോധം, ഓരോ ലോഹത്തിനും അലോയ്‌ക്കും പ്രത്യേകം കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ, കുത്തനെ കുറയുകയും അപ്രത്യക്ഷമായി ചെറുതായിത്തീരുകയും ചെയ്യുന്നു - ഏതാണ്ട് പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാണ് (ചിത്രം 81, ബി). വരുന്നു അതിചാലകത- കണ്ടക്ടർക്ക് പ്രായോഗികമായി പ്രതിരോധമില്ല, ഒരിക്കൽ അതിൽ ആവേശഭരിതമായ വൈദ്യുതധാര വളരെക്കാലം നിലനിൽക്കും, അതേസമയം കണ്ടക്ടർ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് താപനിലയിലായിരിക്കുമ്പോൾ (ഒരു പരീക്ഷണത്തിൽ, ഒരു വർഷത്തിലേറെയായി കറൻ്റ് നിരീക്ഷിച്ചു). ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്ടറിലൂടെ നിലവിലെ സാന്ദ്രത കടന്നുപോകുമ്പോൾ 1200 a/mm 2താപത്തിൻ്റെ പ്രകാശനം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടില്ല. വൈദ്യുതധാരയുടെ ഏറ്റവും മികച്ച ചാലകങ്ങളായ മോണോവാലൻ്റ് ലോഹങ്ങൾ, പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയ വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിലേക്ക് ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് അവസ്ഥയായി മാറുന്നില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, ഈ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ചെമ്പ് തണുപ്പിച്ചു 0.0156°K,സ്വർണ്ണം - വരെ 0.0204° കെ.സാധാരണ ഊഷ്മാവിൽ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി ഉള്ള അലോയ്കൾ ലഭിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇത് ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിന് വലിയ പ്രാധാന്യമുള്ളതായിരിക്കും.

ആധുനിക ആശയങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, അതിചാലകതയുടെ പ്രധാന കാരണം ബന്ധിത ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളുടെ രൂപവത്കരണമാണ്. അതിചാലകതയുടെ ഊഷ്മാവിൽ, സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾക്കിടയിൽ എക്സ്ചേഞ്ച് ശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകൾ ബന്ധിത ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളായി മാറുന്നു. ബന്ധിത ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളുടെ അത്തരം ഒരു ഇലക്ട്രോൺ വാതകത്തിന് സാധാരണ ഇലക്ട്രോൺ വാതകത്തേക്കാൾ വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുണ്ട് - ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൻ്റെ നോഡുകൾക്കെതിരെ ഘർഷണം കൂടാതെ ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്ടറിൽ നീങ്ങുന്നു.

തൻ്റെ പ്രായോഗിക പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, ഓരോ ഇലക്ട്രീഷ്യനും ലോഹങ്ങൾ, അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, വാതകങ്ങൾ, ദ്രാവകങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ചാർജ് കാരിയറുകൾ കടന്നുപോകുന്നതിന് വ്യത്യസ്ത വ്യവസ്ഥകൾ നേരിടുന്നു. വൈദ്യുത പ്രതിരോധം മൂലം വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൻ്റെ അളവ് ബാധിക്കുന്നു, ഇത് പരിസ്ഥിതിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ വിവിധ രീതികളിൽ മാറുന്നു.

ഈ ഘടകങ്ങളിൽ ഒന്ന് താപനില എക്സ്പോഷർ ആണ്. വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയെ ഗണ്യമായി മാറ്റുന്നതിനാൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഡിസൈനർമാർ ഇത് കണക്കിലെടുക്കുന്നു. ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളുടെ അറ്റകുറ്റപ്പണിയിലും പ്രവർത്തനത്തിലും ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉദ്യോഗസ്ഥർ ഈ സവിശേഷതകൾ പ്രായോഗിക പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ലോഹങ്ങളുടെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിൽ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം

ഒരു സ്കൂൾ ഫിസിക്സ് കോഴ്സിൽ, ഇനിപ്പറയുന്ന പരീക്ഷണം നടത്താൻ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: ഒരു അമ്മീറ്റർ, ഒരു ബാറ്ററി, ഒരു കഷണം വയർ, ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വയറുകൾ, ഒരു ബർണർ എന്നിവ എടുക്കുക. ബാറ്ററിയുള്ള ഒരു അമ്മീറ്ററിന് പകരം, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ഓമ്മീറ്റർ കണക്റ്റുചെയ്യാം അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടിമീറ്ററിൽ അതിൻ്റെ മോഡ് ഉപയോഗിക്കാം.

ഇപ്പോൾ നമുക്ക് ബർണർ ജ്വാല വയറിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്ന് ചൂടാക്കാൻ തുടങ്ങാം. നിങ്ങൾ അമ്മീറ്ററിൽ നോക്കിയാൽ, അമ്പടയാളം ഇടതുവശത്തേക്ക് നീങ്ങുകയും ചുവപ്പ് അടയാളപ്പെടുത്തിയ സ്ഥാനത്തേക്ക് എത്തുകയും ചെയ്യും.

ലോഹങ്ങൾ ചൂടാക്കുമ്പോൾ അവയുടെ ചാലകത കുറയുകയും പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണത്തിൻ്റെ ഫലം തെളിയിക്കുന്നു.

ഈ പ്രതിഭാസത്തിൻ്റെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ ന്യായീകരണം ചിത്രത്തിൽ നേരിട്ട് സൂത്രവാക്യങ്ങൾ നൽകുന്നു. ഒരു ലോഹ ചാലകത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം "R" അതിൻ്റെ താപനില "T" ന് നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണെന്നും മറ്റ് നിരവധി പാരാമീറ്ററുകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്നും താഴ്ന്ന പദപ്രയോഗത്തിൽ വ്യക്തമായി കാണാം.

ലോഹങ്ങൾ ചൂടാക്കുന്നത് എങ്ങനെ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തെ പ്രായോഗികമായി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു

ജ്വലിക്കുന്ന വിളക്കുകൾ

എല്ലാ ദിവസവും, ഞങ്ങൾ ലൈറ്റിംഗ് ഓണാക്കുമ്പോൾ, ജ്വലിക്കുന്ന വിളക്കുകളിൽ ഈ സ്വത്തിൻ്റെ പ്രകടനത്തെ ഞങ്ങൾ കണ്ടുമുട്ടുന്നു. 60 വാട്ട് ശക്തിയുള്ള ഒരു ലൈറ്റ് ബൾബിൽ ലളിതമായ അളവുകൾ നടത്താം.

കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് 4.5 V ബാറ്ററി ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഏറ്റവും ലളിതമായ ഓമ്മീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച്, ഞങ്ങൾ ബേസിൻ്റെ കോൺടാക്റ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിരോധം അളക്കുകയും 59 ഓംസിൻ്റെ മൂല്യം കാണുകയും ചെയ്യുന്നു. തണുക്കുമ്പോൾ ഫിലമെൻ്റിന് ഈ മൂല്യമുണ്ട്.

സോക്കറ്റിലേക്ക് ലൈറ്റ് ബൾബ് സ്ക്രൂ ചെയ്ത് 220 വോൾട്ട് ഹോം നെറ്റ്‌വർക്ക് വോൾട്ടേജ് ഒരു അമ്മീറ്റർ വഴി അതിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുക. അമ്മീറ്റർ സൂചി 0.273 ആമ്പിയർ കാണിക്കും. ചൂടായ അവസ്ഥയിൽ ത്രെഡിൻ്റെ പ്രതിരോധം നമുക്ക് നിർണ്ണയിക്കാം. ഇത് 896 ഓംസ് ആയിരിക്കും, മുമ്പത്തെ ഓമ്മീറ്റർ റീഡിംഗിനെ 15.2 മടങ്ങ് കവിയും.

ഈ അധികഭാഗം ഫിലമെൻ്റ് ബോഡിയുടെ ലോഹത്തെ പൊള്ളലിൽ നിന്നും നാശത്തിൽ നിന്നും സംരക്ഷിക്കുന്നു, വോൾട്ടേജിൽ അതിൻ്റെ ദീർഘകാല പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കുന്നു.

പവർ-ഓൺ ട്രാൻസിയൻ്റുകൾ

ഫിലമെൻ്റ് പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൽ നിന്ന് ചൂടാക്കുന്നതിനും പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് താപത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും ഇടയിൽ ഒരു താപ ബാലൻസ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. പക്ഷേ, സ്വിച്ചുചെയ്യുന്നതിൻ്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ഇൻറഷ് കറൻ്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയകൾ സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് ഫിലമെൻ്റിൻ്റെ പൊള്ളലിന് കാരണമാകും.

ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയകൾ ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ സംഭവിക്കുന്നു, ലോഹത്തെ ചൂടാക്കുന്നതിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുത പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നതിൻ്റെ നിരക്ക് നിലവിലെ വർദ്ധനവിന് അനുസൃതമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല എന്ന വസ്തുത മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. അവ പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് മോഡ് സ്ഥാപിച്ചു.

വിളക്കിൻ്റെ നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന പ്രകാശ സമയത്ത്, അതിൻ്റെ ഫിലമെൻ്റിൻ്റെ കനം ക്രമേണ ഒരു നിർണായക അവസ്ഥയിൽ എത്തുന്നു, ഇത് കത്തുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. മിക്കപ്പോഴും, അടുത്ത പുതിയ സ്വിച്ച് ഓൺ സമയത്ത് ഈ നിമിഷം സംഭവിക്കുന്നു.

വിളക്കിൻ്റെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഈ ഇൻറഷ് കറൻ്റ് വിവിധ രീതികളിൽ കുറയ്ക്കുന്നു:

1. സുഗമമായ വിതരണവും പിരിമുറുക്കത്തിൻ്റെ പ്രകാശനവും നൽകുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ;

2. റെസിസ്റ്ററുകൾ, അർദ്ധചാലകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ തെർമിസ്റ്ററുകൾ (തെർമിസ്റ്ററുകൾ) പരമ്പരയിൽ ഫിലമെൻ്റുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സർക്യൂട്ടുകൾ.

ഓട്ടോമോട്ടീവ് ലാമ്പുകൾക്കുള്ള ഇൻറഷ് കറൻ്റ് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗത്തിൻ്റെ ഉദാഹരണം ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഇവിടെ, ഫ്യൂസ് FU വഴി ടോഗിൾ സ്വിച്ച് SA ഓണാക്കിയതിന് ശേഷം ലൈറ്റ് ബൾബിലേക്ക് കറൻ്റ് വിതരണം ചെയ്യുകയും ഒരു റെസിസ്റ്റർ R ഉപയോഗിച്ച് പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിൻ്റെ മൂല്യം തിരഞ്ഞെടുത്തതിനാൽ ക്ഷണികമായ പ്രക്രിയകളിലെ നിലവിലെ കുതിച്ചുചാട്ടം റേറ്റുചെയ്ത മൂല്യത്തിൽ കവിയരുത്.

ഫിലമെൻ്റ് ചൂടാകുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് അതിൻ്റെ കോൺടാക്റ്റുകളിലുടനീളമുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിലും റിലേ KL1 ൻ്റെ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ച വിൻഡിംഗിലേക്കും നയിക്കുന്നു. വോൾട്ടേജ് റിലേ ക്രമീകരണ മൂല്യത്തിൽ എത്തുമ്പോൾ, സാധാരണയായി തുറന്ന കോൺടാക്റ്റ് KL1 റെസിസ്റ്റർ അടയ്ക്കുകയും ഷണ്ട് ചെയ്യുകയും ചെയ്യും. ഇതിനകം സ്ഥാപിതമായ മോഡിൻ്റെ പ്രവർത്തന കറൻ്റ് ലൈറ്റ് ബൾബിലൂടെ ഒഴുകാൻ തുടങ്ങും.

അതിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിൽ ലോഹ താപനിലയുടെ പ്രഭാവം അളക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവരെ വിളിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു .

അവയുടെ സെൻസിറ്റീവ് ഘടകം ഒരു നേർത്ത മെറ്റൽ വയർ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം ചില താപനിലകളിൽ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം അളക്കുന്നു. ഈ ത്രെഡ് സ്ഥിരമായ താപ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു ഭവനത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ച് ഒരു സംരക്ഷിത കവർ കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്നു. സൃഷ്ടിച്ച ഘടന ഒരു പരിതസ്ഥിതിയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ താപനില നിരന്തരം നിരീക്ഷിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ വയറുകൾ സെൻസിറ്റീവ് മൂലകത്തിൻ്റെ ടെർമിനലുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് പ്രതിരോധം അളക്കുന്ന സർക്യൂട്ടിനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉപകരണത്തിൻ്റെ മുമ്പ് നടത്തിയ കാലിബ്രേഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കി അതിൻ്റെ മൂല്യം താപനില മൂല്യങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു.

ബാരെറ്റർ - നിലവിലെ സ്റ്റെബിലൈസർ

ഹൈഡ്രജൻ വാതകം ഉപയോഗിച്ച് അടച്ച ഗ്ലാസ് സിലിണ്ടറും ഇരുമ്പ്, ടങ്സ്റ്റൺ അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാറ്റിനം എന്നിവകൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു മെറ്റൽ വയർ സർപ്പിളവും അടങ്ങുന്ന ഉപകരണത്തിൻ്റെ പേരാണ് ഇത്. ഈ ഡിസൈൻ കാഴ്ചയിൽ ഒരു ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ലൈറ്റ് ബൾബിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്, പക്ഷേ ഇതിന് ഒരു പ്രത്യേക കറൻ്റ്-വോൾട്ടേജ് നോൺലീനിയർ സ്വഭാവമുണ്ട്.

നിലവിലെ വോൾട്ടേജ് സ്വഭാവത്തിൽ, ഒരു നിശ്ചിത ശ്രേണിയിൽ, ഒരു വർക്കിംഗ് സോൺ രൂപം കൊള്ളുന്നു, അത് ശരീരത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിൻ്റെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല. ഈ വിഭാഗത്തിൽ, ബാർട്ടർ പവർ റിപ്പിൾസിന് നന്നായി നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുകയും സീരീസിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ലോഡിൽ നിലവിലെ സ്റ്റെബിലൈസറായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഫിലമെൻ്റ് ബോഡിയുടെ താപ ജഡത്വത്തിൻ്റെ സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ബാരെറ്ററിൻ്റെ പ്രവർത്തനം, ഇത് ഫിലമെൻ്റിൻ്റെ ചെറിയ ക്രോസ്-സെക്ഷനും ചുറ്റുമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും ഉറപ്പാക്കുന്നു. ഇതുമൂലം, ഉപകരണത്തിലെ വോൾട്ടേജ് കുറയുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ ഫിലമെൻ്റിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.

ബാരറ്ററും ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ലൈറ്റിംഗ് ലാമ്പുകളും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം ഇതാണ്, അതിൽ, തിളക്കത്തിൻ്റെ തെളിച്ചം നിലനിർത്താൻ, ഫിലമെൻ്റിൽ നിന്നുള്ള സംവഹന താപനഷ്ടം കുറയ്ക്കാൻ അവർ ശ്രമിക്കുന്നു.

സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി

സാധാരണ പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഒരു ലോഹ കണ്ടക്ടർ തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം കുറയുന്നു.

കെൽവിൻ മെഷർമെൻ്റ് സിസ്റ്റം അനുസരിച്ച് പൂജ്യം ഡിഗ്രിക്ക് അടുത്ത് ഒരു നിർണായക ഊഷ്മാവ് എത്തുമ്പോൾ, പൂജ്യത്തിലേക്കുള്ള പ്രതിരോധത്തിൽ മൂർച്ചയുള്ള ഡ്രോപ്പ് ഉണ്ട്. ശരിയായ ചിത്രം മെർക്കുറിക്ക് അത്തരമൊരു ബന്ധം കാണിക്കുന്നു.

സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ പ്രതിഭാസം, വലിയ ദൂരത്തേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യുമ്പോൾ വൈദ്യുതിയുടെ നഷ്ടം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുന്ന പദാർത്ഥങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെയുള്ള ഗവേഷണത്തിനുള്ള ഒരു നല്ല മേഖലയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, നിർണായക താപനില മേഖലയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു ലോഹത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം മറ്റ് ഘടകങ്ങളാൽ സ്വാധീനിക്കുമ്പോൾ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റിയെക്കുറിച്ചുള്ള തുടർച്ചയായ പഠനങ്ങൾ നിരവധി പാറ്റേണുകൾ വെളിപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. പ്രത്യേകിച്ചും, ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറൻ്റ് അതിൻ്റെ ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവൃത്തിയിൽ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, പ്രതിരോധം ഉയർന്നുവരുന്നു, ഇതിൻ്റെ മൂല്യം പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ കാലഘട്ടമുള്ള ഹാർമോണിക്‌സിൻ്റെ സാധാരണ മൂല്യങ്ങളുടെ പരിധിയിൽ എത്തുന്നു.

വാതകങ്ങളുടെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം/ചാലകതയിൽ താപനിലയുടെ പ്രഭാവം

വാതകങ്ങളും സാധാരണ വായുവും വൈദ്യുതചാലകങ്ങളാണ്, വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നില്ല. അതിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിന്, ചാർജ് കാരിയറുകൾ ആവശ്യമാണ്, അവ ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നതിൻ്റെ ഫലമായി രൂപംകൊണ്ട അയോണുകളാണ്.

ചൂടാക്കൽ മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഒരു ധ്രുവത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് അയോണുകളുടെ അയോണൈസേഷനും ചലനത്തിനും കാരണമാകും. ഒരു ലളിതമായ പരീക്ഷണം ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ഇത് സ്ഥിരീകരിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു ലോഹ ചാലകത്തിൻ്റെ പ്രതിരോധത്തിൽ ചൂടാക്കലിൻ്റെ പ്രഭാവം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച അതേ ഉപകരണങ്ങൾ എടുക്കാം, എന്നാൽ വയർക്ക് പകരം, എയർ സ്പേസ് കൊണ്ട് വേർതിരിച്ച രണ്ട് മെറ്റൽ പ്ലേറ്റുകൾ ഞങ്ങൾ വയറുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കും.

സർക്യൂട്ടുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു അമ്മീറ്റർ നിലവിലെ അഭാവത്തെ സൂചിപ്പിക്കും. പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഒരു ബർണർ ജ്വാല സ്ഥാപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ സൂചി പൂജ്യം മൂല്യത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുകയും വാതക മാധ്യമത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവ് കാണിക്കുകയും ചെയ്യും.

അങ്ങനെ, ചൂടാക്കുമ്പോൾ വാതകങ്ങളിൽ അയോണൈസേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കണങ്ങളുടെ ചലനത്തിനും മാധ്യമത്തിൻ്റെ പ്രതിരോധം കുറയുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു.

നിലവിലെ മൂല്യം ബാഹ്യ പ്രയോഗിച്ച വോൾട്ടേജ് ഉറവിടത്തിൻ്റെ ശക്തിയും അതിൻ്റെ കോൺടാക്റ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസവും ബാധിക്കുന്നു. ഉയർന്ന മൂല്യങ്ങളിൽ വാതകങ്ങളുടെ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി തകർക്കാൻ ഇതിന് കഴിവുണ്ട്. പ്രകൃതിയിലെ അത്തരമൊരു കേസിൻ്റെ ഒരു സാധാരണ പ്രകടനമാണ് ഇടിമിന്നൽ സമയത്ത് ഒരു സ്വാഭാവിക മിന്നൽ ഡിസ്ചാർജ്.

വാതകങ്ങളിലെ നിലവിലെ ഒഴുക്കിൻ്റെ നിലവിലെ വോൾട്ടേജ് സ്വഭാവത്തിൻ്റെ ഏകദേശ കാഴ്ച ഗ്രാഫിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, താപനിലയുടെയും പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിൻ്റെയും സ്വാധീനത്തിൽ, അയോണൈസേഷൻ്റെ വർദ്ധനവും വൈദ്യുത പ്രവാഹവും ഒരു രേഖീയ നിയമം അനുസരിച്ച് ഏകദേശം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. വോൾട്ടേജിൻ്റെ വർദ്ധനവ് വൈദ്യുതധാരയുടെ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകാത്തപ്പോൾ വക്രം തിരശ്ചീനമായി മാറുന്നു.

പ്രയോഗിച്ച ഫീൽഡിൻ്റെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജം അയോണുകളെ വളരെയധികം ത്വരിതപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവ ന്യൂട്രൽ തന്മാത്രകളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കാൻ തുടങ്ങുകയും അവയിൽ നിന്ന് വൻതോതിൽ പുതിയ ചാർജ് കാരിയറുകൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ തകർച്ചയുടെ മൂന്നാം ഘട്ടം സംഭവിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, കറൻ്റ് കുത്തനെ വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുത പാളിയുടെ തകർച്ച ഉണ്ടാക്കുന്നു.

വാതക ചാലകതയുടെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗം

ഇലക്‌ട്രോണിക് ട്യൂബുകളിലും ഫ്ലൂറസെൻ്റ് ലാമ്പുകളിലും വാതകങ്ങളിലൂടെ കറൻ്റ് ഒഴുകുന്ന പ്രതിഭാസം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, നിഷ്ക്രിയ വാതകം ഉപയോഗിച്ച് അടച്ച ഗ്ലാസ് സിലിണ്ടറിനുള്ളിൽ രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു:

1. ആനോഡ്;

2. കാഥോഡ്.

ഒരു ഫ്ലൂറസെൻ്റ് വിളക്കിൽ, അവ ഫിലമെൻ്റുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അത് തെർമോണിക് എമിഷൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഓണാക്കുമ്പോൾ ചൂടാക്കുന്നു. ഫ്ലാസ്കിൻ്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലം ഫോസ്ഫറിൻ്റെ ഒരു പാളി കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു പ്രവാഹത്താൽ ബോംബെറിഞ്ഞ മെർക്കുറി നീരാവിയിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്ന ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിൻ്റെ ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രം ഇത് പുറത്തുവിടുന്നു.

ഫ്ലാസ്കിൻ്റെ വിവിധ അറ്റങ്ങളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഗ്യാസ് ഡിസ്ചാർജ് കറൻ്റ് സംഭവിക്കുന്നു.

ഫിലമെൻ്റുകളിലൊന്ന് കത്തുമ്പോൾ, ഈ ഇലക്ട്രോഡിലെ ഇലക്ട്രോൺ ഉദ്വമനം തടസ്സപ്പെടുകയും വിളക്ക് പ്രകാശിക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യും. എന്നിരുന്നാലും, നിങ്ങൾ കാഥോഡും ആനോഡും തമ്മിലുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ബൾബിനുള്ളിൽ വീണ്ടും ഗ്യാസ് ഡിസ്ചാർജ് സംഭവിക്കുകയും ഫോസ്ഫറിൻ്റെ തിളക്കം പുനരാരംഭിക്കുകയും ചെയ്യും.

കേടായ ഫിലമെൻ്റുകളുള്ള എൽഇഡി ബൾബുകൾ ഉപയോഗിക്കാനും അവയുടെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഇത് നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ അതിലെ വോൾട്ടേജ് നിരവധി തവണ വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് ഓർമ്മിക്കുക, ഇത് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും സുരക്ഷിത ഉപയോഗത്തിൻ്റെ അപകടസാധ്യതകളും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ദ്രാവകങ്ങളുടെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിൽ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം

ബാഹ്യമായി പ്രയോഗിച്ച വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ കാറ്റേഷനുകളുടെയും അയോണുകളുടെയും ചലനം മൂലമാണ് ദ്രാവകങ്ങളിൽ വൈദ്യുതധാര കടന്നുപോകുന്നത് പ്രധാനമായും സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. ചാലകതയുടെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മാത്രമേ ഇലക്ട്രോണുകൾ നൽകുന്നുള്ളൂ.

ഒരു ലിക്വിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിൽ താപനിലയുടെ പ്രഭാവം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഫോർമുല വിവരിക്കുന്നു. അതിൽ താപനില കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് α യുടെ മൂല്യം എല്ലായ്പ്പോഴും നെഗറ്റീവ് ആയതിനാൽ, താപനം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ചാലകത വർദ്ധിക്കുകയും ഗ്രാഫിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പ്രതിരോധം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.

ലിക്വിഡ് ഓട്ടോമോട്ടീവ് (മറ്റ്) ബാറ്ററികൾ ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ ഈ പ്രതിഭാസം കണക്കിലെടുക്കണം.

അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിൽ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം

താപനിലയുടെ സ്വാധീനത്തിൻ കീഴിലുള്ള അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ ഇവയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കി:

താപ പ്രതിരോധങ്ങൾ;

തെർമോലെമെൻ്റുകൾ;

റഫ്രിജറേറ്ററുകൾ;

ഹീറ്ററുകൾ.

തെർമിസ്റ്ററുകൾ

താപത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം മാറ്റുന്ന അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെയാണ് ഈ പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അവ ലോഹങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്നതാണ്.

അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്കുള്ള TCR മൂല്യത്തിന് പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് മൂല്യമുണ്ടാകാം. ഈ പാരാമീറ്റർ അനുസരിച്ച്, അവയെ പോസിറ്റീവ് "ആർടിഎസ്", നെഗറ്റീവ് "എൻടിസി" തെർമിസ്റ്ററുകൾ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. അവർക്ക് വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവങ്ങളുണ്ട്.

തെർമിസ്റ്റർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന്, അതിൻ്റെ നിലവിലെ വോൾട്ടേജ് സ്വഭാവത്തിൽ പോയിൻ്റുകളിലൊന്ന് തിരഞ്ഞെടുക്കുക:

താപനില നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനോ വൈദ്യുതധാരകളോ വോൾട്ടേജുകളോ മാറ്റുന്നതിന് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്നതിനോ ലീനിയർ വിഭാഗം ഉപയോഗിക്കുന്നു;

TCS ഉള്ള മൂലകങ്ങൾക്കുള്ള നിലവിലെ വോൾട്ടേജ് സ്വഭാവത്തിൻ്റെ അവരോഹണ ശാഖ

അൾട്രാഹൈ ഫ്രീക്വൻസികളിൽ സംഭവിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണ പ്രക്രിയകൾ നിരീക്ഷിക്കുകയോ അളക്കുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു റിലേ തെർമിസ്റ്ററിൻ്റെ ഉപയോഗം സൗകര്യപ്രദമാണ്. ഇത് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ അവയുടെ ഉപയോഗം ഉറപ്പാക്കുന്നു:

1. ചൂട് നിയന്ത്രണം;

2. ഫയർ അലാറം;

3. ബൾക്ക് മീഡിയയുടെയും ദ്രാവകങ്ങളുടെയും ഒഴുക്കിൻ്റെ നിയന്ത്രണം.

ചെറിയ TCR>0 ഉള്ള സിലിക്കൺ തെർമിസ്റ്ററുകൾ തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനങ്ങളിലും ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ താപനില സ്ഥിരതയിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

തെർമോലെമെൻ്റുകൾ

ഈ അർദ്ധചാലകങ്ങൾ സീബെക്ക് പ്രതിഭാസത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്: രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങളുടെ സോൾഡർ ചെയ്ത പ്രദേശം ചൂടാക്കുമ്പോൾ, ഒരു ക്ലോസ്ഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ജംഗ്ഷനിൽ ഒരു ഇഎംഎഫ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ രീതിയിൽ അവർ താപ ഊർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നു.

അത്തരം രണ്ട് മൂലകങ്ങളുടെ ഘടനയെ തെർമോകോൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത 7-10% ആണ്.

മിനിയേച്ചർ അളവുകളും റീഡിംഗുകളുടെ ഉയർന്ന കൃത്യതയും ആവശ്യമുള്ള ഡിജിറ്റൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ താപനില മീറ്ററുകളിലും കുറഞ്ഞ പവർ കറൻ്റ് സ്രോതസ്സുകളിലും തെർമോലെമെൻ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അർദ്ധചാലക ഹീറ്ററുകളും റഫ്രിജറേറ്ററുകളും

ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം കടന്നുപോകുന്ന തെർമോകോളുകളുടെ ഉപയോഗം വിപരീതമാക്കിക്കൊണ്ട് അവ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ജംഗ്ഷൻ്റെ ഒരു സ്ഥലത്ത് അത് ചൂടാക്കപ്പെടുന്നു, എതിർ സ്ഥലത്ത് അത് തണുപ്പിക്കുന്നു.

സെലിനിയം, ബിസ്മത്ത്, ആൻ്റിമണി, ടെലൂറിയം എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അർദ്ധചാലക ജംഗ്ഷനുകൾ 60 ഡിഗ്രി വരെ തെർമോലെമെൻ്റിൽ താപനില വ്യത്യാസം ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. കൂളിംഗ് ചേമ്പറിലെ താപനില -16 ഡിഗ്രി വരെ അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ശീതീകരിച്ച കാബിനറ്റ് ഡിസൈൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് ഇത് സാധ്യമാക്കി.

അതിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ എന്തൊക്കെയാണ്? അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്താണ്? അവ എങ്ങനെയാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്? അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ചാലകത എന്താണ്? അവർക്ക് എന്ത് ശാരീരിക സവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്?

അർദ്ധചാലകങ്ങളെ എന്താണ് വിളിക്കുന്നത്?

ഇത് ലോഹങ്ങളെ പോലെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാത്ത സ്ഫടിക വസ്തുക്കളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇപ്പോഴും ഈ സൂചകം ഇൻസുലേറ്ററുകളേക്കാൾ മികച്ചതാണ്. അത്തരം സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ചലിക്കുന്ന വാഹകരുടെ എണ്ണം മൂലമാണ്. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, കോറുകളോട് ശക്തമായ അറ്റാച്ച്മെൻ്റ് ഉണ്ട്. എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അധികമുള്ള ആൻ്റിമണി എന്ന് പറയുന്ന നിരവധി ആറ്റങ്ങൾ കണ്ടക്ടറിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഈ സാഹചര്യം ശരിയാകും. ഇൻഡിയം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള മൂലകങ്ങൾ ലഭിക്കും. ഈ ഗുണങ്ങളെല്ലാം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു - ഒരു ദിശയിൽ മാത്രം കറൻ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനോ തടയാനോ കടന്നുപോകാനോ കഴിയുന്ന പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങൾ. ഞങ്ങൾ ഒരു NPN-തരം മൂലകം പരിഗണിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുമ്പോൾ അത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ഡിസൈൻ സവിശേഷതകൾ

കണ്ടക്ടർമാർക്ക് ധാരാളം സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ട്. ഇൻസുലേറ്ററുകൾക്ക് പ്രായോഗികമായി അവ ഇല്ല. അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ നിശ്ചിത എണ്ണം സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള വിടവുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവ പുറത്തുവിടുന്ന കണങ്ങളെ സ്വീകരിക്കാൻ തയ്യാറാണ്. ഏറ്റവും പ്രധാനമായി, അവയെല്ലാം നടത്തുന്നു മുമ്പ് ചർച്ച ചെയ്ത NPN ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റെ ഒരേയൊരു അർദ്ധചാലക ഘടകം. അതിനാൽ, പിഎൻപി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും ഡയോഡുകളും ഉണ്ട്.

രണ്ടാമത്തേതിനെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ ഹ്രസ്വമായി സംസാരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇത് ഒരു ദിശയിലേക്ക് മാത്രം സിഗ്നലുകൾ കൈമാറാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഘടകമാണ്. ഒരു ഡയോഡിന് ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറൻ്റ് ഡയറക്ട് കറൻ്റാക്കി മാറ്റാനും കഴിയും. ഈ പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ സംവിധാനം എന്താണ്? എന്തുകൊണ്ടാണ് അത് ഒരു ദിശയിലേക്ക് മാത്രം നീങ്ങുന്നത്? വൈദ്യുതധാര എവിടെ നിന്ന് വരുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച്, ഇലക്ട്രോണുകളും വിടവുകളും ഒന്നുകിൽ വ്യതിചലിക്കുകയോ പരസ്പരം പോകുകയോ ചെയ്യാം. ആദ്യ സന്ദർഭത്തിൽ, ദൂരത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ് കാരണം, വിതരണ വിതരണം തടസ്സപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ നെഗറ്റീവ് വോൾട്ടേജ് കാരിയറുകൾ ഒരു ദിശയിലേക്ക് മാത്രമേ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയുള്ളൂ, അതായത്, അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ചാലകത വൺ-വേ ആണ്. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഘടകകണങ്ങൾ സമീപത്താണെങ്കിൽ മാത്രമേ കറൻ്റ് കൈമാറാൻ കഴിയൂ. ഒരു വശത്ത് നിന്ന് കറൻ്റ് നൽകുമ്പോൾ മാത്രമേ ഇത് സാധ്യമാകൂ. ഇവയാണ് നിലവിലുള്ളതും നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ അർദ്ധചാലകങ്ങൾ.

സോൺ ഘടന

കണ്ടക്ടറുകളുടെ വൈദ്യുത, ​​ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, ഊർജ്ജ നിലകൾ ഇലക്ട്രോണുകളാൽ നിറയുമ്പോൾ, അവ സാധ്യമായ അവസ്ഥകളിൽ നിന്ന് ഒരു ബാൻഡ് വിടവ് വഴി വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്. അതിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ എന്തൊക്കെയാണ്? ബാൻഡ് ഗ്യാപ്പിൽ എനർജി ലെവലുകൾ ഇല്ല എന്നതാണ് വസ്തുത. മാലിന്യങ്ങളുടെയും ഘടനാപരമായ വൈകല്യങ്ങളുടെയും സഹായത്തോടെ ഇത് മാറ്റാം. പൂർണ്ണമായും പൂരിപ്പിച്ച ഏറ്റവും ഉയർന്ന ബാൻഡിനെ വാലൻസ് ബാൻഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇത് അനുവദനീയമായതും എന്നാൽ ശൂന്യവുമായ ഒന്ന് പിന്തുടരുന്നു. അതിനെ കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അർദ്ധചാലക ഭൗതികശാസ്ത്രം വളരെ രസകരമായ ഒരു വിഷയമാണ്, അത് ലേഖനത്തിൻ്റെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ നന്നായി ഉൾപ്പെടുത്തും.

ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അവസ്ഥ

ഇതിനായി, അനുവദനീയമായ സോണിൻ്റെ എണ്ണം, ക്വാസി-പൾസ് തുടങ്ങിയ ആശയങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേതിൻ്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഡിസ്പർഷൻ നിയമമാണ്. അർദ്ധ ആവേഗത്തിലുള്ള ഊർജത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വമാണ് ഇതിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നതെന്ന് അദ്ദേഹം പറയുന്നു. അതിനാൽ, വാലൻസ് ബാൻഡ് പൂർണ്ണമായും ഇലക്ട്രോണുകളാൽ നിറഞ്ഞിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ (അത് അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ ചാർജ് വഹിക്കുന്നു), അതിൽ പ്രാഥമിക ആവേശങ്ങളൊന്നുമില്ലെന്ന് അവർ പറയുന്നു. ചില കാരണങ്ങളാൽ കണിക ഇല്ലെങ്കിൽ, ഇതിനർത്ഥം പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഒരു ക്വാസിപാർട്ടിക്കിൾ ഇവിടെ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു എന്നാണ് - ഒരു വിടവ് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ദ്വാരം. വാലൻസ് ബാൻഡിലെ അർദ്ധചാലകങ്ങളിലെ ചാർജ് കാരിയറുകളാണ് അവ.

ഡീജനറേറ്റ് സോണുകൾ

ഒരു സാധാരണ കണ്ടക്ടറിലെ വാലൻസ് ബാൻഡ് ആറ് മടങ്ങ് ഡീജനറേറ്റ് ആണ്. ഇത് സ്പിൻ-ഓർബിറ്റ് ഇൻ്ററാക്ഷൻ കണക്കിലെടുക്കാതെയും അർദ്ധ-ആക്കം പൂജ്യമാകുമ്പോൾ മാത്രം. അതേ അവസ്ഥയിൽ, ഇത് ഇരട്ട, നാലിരട്ടി ഡീജനറേറ്റ് സോണുകളായി വിഭജിക്കാം. അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഊർജ്ജ ദൂരത്തെ സ്പിൻ-ഓർബിറ്റ് സ്പ്ലിറ്റിംഗ് എനർജി എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

അർദ്ധചാലകങ്ങളിലെ മാലിന്യങ്ങളും വൈകല്യങ്ങളും

അവ വൈദ്യുത പ്രവർത്തനരഹിതമോ സജീവമോ ആകാം. ആദ്യത്തേതിൻ്റെ ഉപയോഗം അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് നേടുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇത് വാലൻസ് ബാൻഡിലെ ഒരു ദ്വാരം അല്ലെങ്കിൽ ചാലക ബാൻഡിലെ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിലൂടെ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാം. നിഷ്ക്രിയ മാലിന്യങ്ങൾ നിഷ്പക്ഷമാണ്, അവ ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളിൽ താരതമ്യേന ദുർബലമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. മാത്രമല്ല, ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രക്രിയയിലും ഘടനയിലും പങ്കെടുക്കുന്ന ആറ്റങ്ങളുടെ വാലൻസിയാണ് പലപ്പോഴും പ്രധാനം

മാലിന്യങ്ങളുടെ തരത്തെയും അളവിനെയും ആശ്രയിച്ച്, ദ്വാരങ്ങളുടെയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും എണ്ണം തമ്മിലുള്ള അനുപാതവും മാറിയേക്കാം. അതിനാൽ, ആവശ്യമുള്ള ഫലം ലഭിക്കുന്നതിന് അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം തിരഞ്ഞെടുക്കണം. ഇതിന് മുമ്പായി ഗണ്യമായ എണ്ണം കണക്കുകൂട്ടലുകളും തുടർന്ന് പരീക്ഷണങ്ങളും. ഭൂരിഭാഗം ആളുകളും ഭൂരിപക്ഷ ചാർജ് കാരിയറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്ന കണികകൾ ന്യൂനപക്ഷമാണ്.

അർദ്ധചാലകങ്ങളിലേക്ക് മാലിന്യങ്ങളുടെ ഡോസ് ആമുഖം ആവശ്യമായ ഗുണങ്ങളുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ നേടുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. അർദ്ധചാലകങ്ങളിലെ തകരാറുകൾ നിഷ്ക്രിയമായ അല്ലെങ്കിൽ സജീവമായ വൈദ്യുത നിലയിലായിരിക്കാം. സ്ഥാനഭ്രംശം, ഇൻ്റർസ്റ്റീഷ്യൽ ആറ്റം, ഒഴിവ് എന്നിവയാണ് ഇവിടെ പ്രധാനം. ദ്രാവകവും ക്രിസ്റ്റലിൻ അല്ലാത്തതുമായ ചാലകങ്ങൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി മാലിന്യങ്ങളോട് പ്രതികരിക്കുന്നു. കർക്കശമായ ഘടനയുടെ അഭാവം ആത്യന്തികമായി സ്ഥാനഭ്രംശം സംഭവിച്ച ആറ്റത്തിന് മറ്റൊരു വാലൻസ് ലഭിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. അവൻ തൻ്റെ ബന്ധങ്ങളെ തുടക്കത്തിൽ പൂരിതമാക്കുന്നതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ആറ്റത്തിന് ഇലക്ട്രോൺ നൽകുന്നതോ നേടുന്നതോ ലാഭകരമല്ല. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, അത് നിഷ്ക്രിയമായിത്തീരുന്നു, അതിനാൽ അശുദ്ധമായ അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് പരാജയപ്പെടാനുള്ള ഉയർന്ന സാധ്യതയുണ്ട്. ഡോപ്പിംഗ് വഴി ചാലകതയുടെ തരം മാറ്റാനും സൃഷ്ടിക്കാനും കഴിയില്ല എന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് ഇത് നയിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ.

ചില രൂപരഹിതമായ അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് ഡോപ്പിംഗിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ അവയുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങൾ മാറ്റാൻ കഴിയും. എന്നാൽ ഇത് സ്ഫടികങ്ങളേക്കാൾ വളരെ കുറച്ച് മാത്രമേ അവർക്ക് ബാധകമാകൂ. അലോയ്യിംഗിനുള്ള രൂപരഹിത മൂലകങ്ങളുടെ സംവേദനക്ഷമത സാങ്കേതിക സംസ്കരണത്തിലൂടെ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ആത്യന്തികമായി, ദീർഘവും കഠിനവുമായ അധ്വാനത്തിന് നന്ദി, അശുദ്ധമായ അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ഇപ്പോഴും നല്ല സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള നിരവധി ഫലങ്ങളാൽ പ്രതിനിധീകരിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഞാൻ ശ്രദ്ധിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു.

ഒരു അർദ്ധചാലകത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ

ഉള്ളപ്പോൾ, ദ്വാരങ്ങളുടെയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും എണ്ണം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് താപനില, ബാൻഡ് ഘടന പാരാമീറ്ററുകൾ, വൈദ്യുതപരമായി സജീവമായ മാലിന്യങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത എന്നിവയാൽ മാത്രം. അനുപാതം കണക്കാക്കുമ്പോൾ, ചില കണങ്ങൾ ചാലക ബാൻഡിലായിരിക്കുമെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു (സ്വീകർത്താവിൻ്റെ അല്ലെങ്കിൽ ദാതാവിൻ്റെ തലത്തിൽ). ഭാഗം വാലൻസ് പ്രദേശം വിട്ടേക്കാമെന്നതും അവിടെ വിടവുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതും കണക്കിലെടുക്കുന്നു.

വൈദ്യുതചാലകത

അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് പുറമേ, അയോണുകൾക്ക് ചാർജ് വാഹകരായും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. എന്നാൽ അവയുടെ വൈദ്യുതചാലകത മിക്ക കേസുകളിലും നിസ്സാരമാണ്. ഒരു അപവാദമെന്ന നിലയിൽ, അയോണിക് സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകളെ മാത്രമേ ഉദ്ധരിക്കാൻ കഴിയൂ. അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ മൂന്ന് പ്രധാന ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ മെക്കാനിസങ്ങളുണ്ട്:

1. പ്രധാന മേഖല. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, അനുവദനീയമായ ഒരു പ്രദേശത്തിനുള്ളിൽ അതിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം കാരണം ഇലക്ട്രോൺ നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുന്നു.
2. പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച സംസ്ഥാനങ്ങൾക്ക് മുകളിലൂടെ ജമ്പിംഗ് ട്രാൻസ്ഫർ.
3. പോളറോണിക്.

എക്സിറ്റോൺ

ഒരു ദ്വാരത്തിനും ഒരു ഇലക്ട്രോണിനും ഒരു ബന്ധിത അവസ്ഥ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. ഇതിനെ വാനിയർ-മോട്ട് എക്‌സിറ്റോൺ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആഗിരണത്തിൻ്റെ അരികുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന, കപ്ലിംഗ് മൂല്യത്തിൻ്റെ വലുപ്പം കുറയുന്നു. മതിയാകുമ്പോൾ, അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ ഗണ്യമായ എണ്ണം എക്സിറ്റോണുകൾ രൂപപ്പെടാം. അവയുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഘനീഭവിക്കൽ സംഭവിക്കുകയും ഒരു ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ദ്രാവകം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

അർദ്ധചാലക ഉപരിതലം

ഈ വാക്കുകൾ ഉപകരണത്തിൻ്റെ അതിർത്തിക്ക് സമീപം സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന നിരവധി ആറ്റോമിക് പാളികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉപരിതല ഗുണങ്ങൾ വോള്യൂമെട്രിക് ഉള്ളതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. ഈ പാളികളുടെ സാന്നിധ്യം ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വിവർത്തന സമമിതിയെ തകർക്കുന്നു. ഇത് ഉപരിതല അവസ്ഥകളിലേക്കും ധ്രുവീകരണങ്ങളിലേക്കും നയിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേതിൻ്റെ തീം വികസിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സ്പിൻ, വൈബ്രേഷൻ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും നമ്മൾ സംസാരിക്കണം. അതിൻ്റെ രാസപ്രവർത്തനം കാരണം, ഉപരിതലം പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെട്ട വിദേശ തന്മാത്രകളുടെയോ ആറ്റങ്ങളുടെയോ ഒരു സൂക്ഷ്മ പാളിയാൽ മൂടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അവ പല ആറ്റോമിക് പാളികളുടെ ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഭാഗ്യവശാൽ, അർദ്ധചാലക ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന അൾട്രാ-ഹൈ വാക്വം സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സൃഷ്ടി, മണിക്കൂറുകളോളം ശുദ്ധമായ ഉപരിതലം നേടാനും പരിപാലിക്കാനും സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇത് ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ ഗുണനിലവാരത്തെ നല്ല രീതിയിൽ സ്വാധീനിക്കുന്നു.

അർദ്ധചാലകം. താപനില പ്രതിരോധത്തെ ബാധിക്കുന്നു

ലോഹങ്ങളുടെ താപനില കൂടുമ്പോൾ അവയുടെ പ്രതിരോധവും വർദ്ധിക്കുന്നു. അർദ്ധചാലകങ്ങളിൽ, വിപരീതം ശരിയാണ് - അതേ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഈ പരാമീറ്റർ കുറയും. ഏതൊരു വസ്തുവിൻ്റെയും വൈദ്യുതചാലകത (ഈ സ്വഭാവം പ്രതിരോധത്തിന് വിപരീത അനുപാതമാണ്) വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിലെ അവയുടെ ചലനത്തിൻ്റെ വേഗതയെയും ഒരു യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിലെ അവയുടെ എണ്ണത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതാണ് ഇവിടെയുള്ള കാര്യം. മെറ്റീരിയൽ.

അർദ്ധചാലക മൂലകങ്ങളിൽ, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, കണങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇതുമൂലം താപ ചാലകത വർദ്ധിക്കുകയും പ്രതിരോധം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് ലളിതമായ ഒരു യുവ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും ആവശ്യമായ മെറ്റീരിയലും ഉണ്ടെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് ഇത് പരിശോധിക്കാം - സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ ജെർമേനിയം, അവയിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഒരു അർദ്ധചാലകവും നിങ്ങൾക്ക് എടുക്കാം. താപനില വർദ്ധിക്കുന്നത് അവയുടെ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കും. ഇത് ഉറപ്പാക്കാൻ, എല്ലാ മാറ്റങ്ങളും കാണാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന അളവെടുക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ നിങ്ങൾ സ്റ്റോക്ക് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഇത് പൊതുവായ കാര്യത്തിലാണ്. നമുക്ക് കുറച്ച് സ്വകാര്യ ഓപ്ഷനുകൾ നോക്കാം.

പ്രതിരോധവും ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് അയോണൈസേഷനും

ഒരു മൈക്രോമീറ്ററിൻ്റെ നൂറിലൊന്ന് ഭാഗവും വിതരണം ചെയ്യുന്ന വളരെ ഇടുങ്ങിയ തടസ്സത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ തുരങ്കമാണ് ഇതിന് കാരണം. ഊർജ്ജ മേഖലകളുടെ അരികുകൾക്കിടയിലാണ് ഇത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. ഊർജ്ജ സോണുകൾ ചരിഞ്ഞാൽ മാത്രമേ അതിൻ്റെ രൂപം സാധ്യമാകൂ, അത് ശക്തമായ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ മാത്രം സംഭവിക്കുന്നു. ടണലിംഗ് സംഭവിക്കുമ്പോൾ (ഇത് ഒരു ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ഇഫക്റ്റാണ്), ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ ഊർജ്ജം മാറ്റാതെ ഒരു ഇടുങ്ങിയ സാധ്യതയുള്ള തടസ്സത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ഇത് രണ്ട് ബാൻഡുകളിലും ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു: ചാലകതയും വാലൻസും. ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് അയോണൈസേഷൻ പ്രക്രിയ വികസിപ്പിച്ചെടുത്താൽ, അർദ്ധചാലകത്തിൻ്റെ ഒരു തുരങ്കം തകരാർ സംഭവിക്കാം. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ പ്രതിരോധം മാറും. ഇത് റിവേഴ്സബിൾ ആണ്, വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഓഫാക്കിയ ഉടൻ, എല്ലാ പ്രക്രിയകളും പുനഃസ്ഥാപിക്കപ്പെടും.

പ്രതിരോധവും ഇംപാക്ട് അയോണൈസേഷനും

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആറ്റങ്ങളുടെ അയോണൈസേഷനും കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളിലൊന്ന് (പ്രധാന ആറ്റം അല്ലെങ്കിൽ അശുദ്ധി) തകർക്കുന്നതും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന മൂല്യങ്ങളിലേക്ക് ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാതയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ ദ്വാരങ്ങളും ഇലക്ട്രോണുകളും ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. ആഘാത അയോണൈസേഷൻ ഒരു ഹിമപാതം പോലെ സംഭവിക്കുന്നു, ചാർജ് കാരിയറുകൾ ഒരു ഹിമപാതം പോലെ അതിൽ പെരുകുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പുതുതായി സൃഷ്ടിച്ച ദ്വാരങ്ങളും ഇലക്ട്രോണുകളും ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്താൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. നിലവിലെ മൂല്യത്തിൻ്റെ അന്തിമഫലം ഇംപാക്ട് അയോണൈസേഷൻ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് കൊണ്ട് ഗുണിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു പാത്ത് സെഗ്‌മെൻ്റിൽ ചാർജ് കാരിയർ രൂപീകരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ജോഡികളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയുടെ വികസനം ആത്യന്തികമായി അർദ്ധചാലകത്തിൻ്റെ ഒരു ഹിമപാത തകർച്ചയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ പ്രതിരോധവും മാറുന്നു, പക്ഷേ, തുരങ്കത്തിൻ്റെ തകർച്ചയുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ, ഇത് പഴയപടിയാക്കാവുന്നതാണ്.

പ്രായോഗികമായി അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ പ്രയോഗം

കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഈ ഘടകങ്ങളുടെ പ്രത്യേക പ്രാധാന്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു വസ്തുവിനെ സ്വതന്ത്രമായി കൂട്ടിച്ചേർക്കാനുള്ള ആഗ്രഹം ഇല്ലായിരുന്നുവെങ്കിൽ എന്താണെന്ന ചോദ്യത്തിൽ നിങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമുണ്ടാകില്ല എന്ന കാര്യത്തിൽ ഞങ്ങൾക്ക് സംശയമില്ല. അർദ്ധചാലകങ്ങളില്ലാതെ ആധുനിക റഫ്രിജറേറ്ററുകൾ, ടെലിവിഷനുകൾ, കമ്പ്യൂട്ടർ മോണിറ്ററുകൾ എന്നിവയുടെ പ്രവർത്തനം സങ്കൽപ്പിക്കുക അസാധ്യമാണ്. നൂതന ഓട്ടോമോട്ടീവ് വികസനങ്ങൾക്ക് അവയില്ലാതെ ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. വ്യോമയാന, ബഹിരാകാശ സാങ്കേതികവിദ്യയിലും ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അർദ്ധചാലകങ്ങൾ എന്താണെന്നും അവ എത്ര പ്രധാനമാണെന്നും നിങ്ങൾക്ക് മനസ്സിലായോ? തീർച്ചയായും, നമ്മുടെ നാഗരികതയ്ക്ക് പകരം വയ്ക്കാനാവാത്ത ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണെന്ന് നമുക്ക് പറയാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ അവയെയും നാം കുറച്ചുകാണരുത്.

പ്രായോഗികമായി അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം, അവ നിർമ്മിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ വ്യാപകമായ ലഭ്യത, പ്രോസസ്സിംഗ് എളുപ്പവും ആവശ്യമുള്ള ഫലം നേടുന്നതും, മറ്റ് സാങ്കേതിക സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി ഘടകങ്ങൾ കാരണം, ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിന് നന്ദി. ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചവർ അവയിൽ സ്ഥിരതാമസമാക്കി.

ഉപസംഹാരം

അർദ്ധചാലകങ്ങൾ എന്താണെന്നും അവ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും ഞങ്ങൾ വിശദമായി പരിശോധിച്ചു. അവരുടെ പ്രതിരോധം സങ്കീർണ്ണമായ ശാരീരികവും രാസപരവുമായ പ്രക്രിയകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ലേഖനത്തിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന വസ്തുതകൾക്ക് അർദ്ധചാലകങ്ങൾ എന്താണെന്ന് പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാകില്ലെന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് നിങ്ങളെ അറിയിക്കാം, ശാസ്ത്രം പോലും അവയുടെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ പൂർണ്ണമായി പഠിച്ചിട്ടില്ല എന്ന ലളിതമായ കാരണത്താൽ. എന്നാൽ അവയുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളും സവിശേഷതകളും ഞങ്ങൾക്കറിയാം, അവ പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് അർദ്ധചാലക സാമഗ്രികൾക്കായി തിരയാനും അവ സ്വയം പരീക്ഷിക്കാനും കഴിയും, ശ്രദ്ധാലുവായിരിക്കുക. ആർക്കറിയാം, ഒരുപക്ഷേ നിങ്ങളുടെ ഉള്ളിൽ ഒരു വലിയ പര്യവേക്ഷകൻ ഉണ്ടോ?!