poluvodički elektronički elementi

poluvodički elektronički elementi, elektronički elementi kojima se rad temelji na protjecanju struje kroz → poluvodiče. Iako su istraživanja na primjeni poluvodičkih materijala u elektroničkim elementima počela i prije, glavni razvoj poluvodičkih elektroničkih elemenata započeo je 1947. izumom bipolarnoga → tranzistora. Zahvaljujući svojim svojstvima (pouzdan rad, malene izmjere, malena potrošnja energije, niska cijena) poluvodički su elementi vrlo brzo u elektronici zamijenili → elektronske cijevi.

Poluvodički otpornik najjednostavniji je poluvodički element. Njegova se primjena temelji na električnim svojstvima poluvodiča, pa se npr. otpor → termistora mijenja s temperaturom, a otpor → fotootpornika s energijom upadnoga optičkoga zračenja.

Poluvodička dioda element je s jednim pn-spojem (spojem n-tipa i p-tipa poluvodiča), pn-dioda, koja se najčešće primjenjuje zbog svojega ispravljačkoga svojstva, tj. dobroga vođenja električne struje u jednom, a lošeg u drugome smjeru. Elektrode su → anoda na p-tipu i → katoda na n-tipu poluvodiča. Svojstvo naponski promjenljivoga kapaciteta pn-spoja primjenjuje se u → varaktoru. Korištenjem svojstva fotogeneracije nositelja naboja u pn-spoju djeluje → fotodioda, koja je detektor svjetlosti. Na pretvorbi energije optičkoga zračenja u električnu energiju zasniva se i izradba → sunčanih baterija. Oslobađanje energije optičkoga zračenja pri vraćanju elektrona iz vodljivog u valentni pojas u pn-spoju primjenjuje se kod → svjetleće diode. Uz posebne zahtjeve na istim se načelima temelji poluvodički laser. Za izvedbu Schottkyjeve diode koristi se ispravljački spoj metal-poluvodič. Svojstva te diode slična su svojstvima pn-diode, a osnovna joj je prednost veća radna brzina u sklopnom režimu.

Bipolarni tranzistor ima dva pn-spoja i može se izraditi kao npn-struktura i pnp-struktura. Na istovrsnim se tipovima poluvodiča priključuju elektrode emiter i kolektor, a treća je elektroda baza. Tranzistor se naziva bipolarnim, jer je za njegov rad bitno kretanje obaju tipova nositelja naboja. U analognoj elektronici primjenjuje se kao pojačalo, a u digitalnoj kao sklopka upravljana ulaznim signalom. Pritom se kao ulazna elektroda najčešće koristi baza.

Poluvodički elementi izrađuju se s tri pn-spoja. Te četveroslojne pnpn-strukture nazivaju se najčešće zajedničkim imenom – tiristori. Ovisno o broju elektroda izrađuju se diodni tiristori (s dvije elektrode) i triodni tiristori (s tri elektrode), a rabe se u energetskoj elektronici kao sklopni elementi za upravljanje velikim naponima i strujama.

Unipolarni tranzistor, tranzistor s efektom polja (engl. Field Effect Transistor – FET) za rad koristi kretanje samo jednoga tipa nositelja električnoga naboja. Rad FET-ova temelji se na promjeni poluvodičkog otpora primjenom napona, odnosno električnoga polja. Otpor se naziva kanal. Ovisno o tipu poluvodiča u kanalu razlikuju se n-kanalni i p-kanalni FET-ovi. Najčešće imaju tri elektrode. Na krajevima kanala to su uvod (engl. Source – S) i odvod (engl. Drain – D), a otpor kanala mijenja se primjenom napona na upravljačkoj elektrodi (engl. Gate – G). Postoji više tipova FET-ova: spojni FET-ovi (engl. Junction FET – JFET) temelje se na pn-spoju, MESFET-ovi (engl. Metal Semiconductor FET) na ispravljačkom spoju metal-poluvodič, a MOSFET-ovi (engl. Metal Oxide Semiconductor – MOS) na strukturi metal-oksid-poluvodič.

Uz diskretne elemente, u elektronici se kao poluvodičke komponente najčešće primjenjuju → integrirani sklopovi.

poluvodički elektronički elementi. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 14.11.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=49301>.