Выполнил Запольских Никита Группа Зл М-349 Основы

Выполнил: Запольских Никита Группа: Зл. М-349

Основы зонной теории. Зонная теория твердого тела – квантовомеханическая теория движения электронов в твердом теле. В кристаллическом твердом теле вследствие упорядоченного расположения ионов в узлах кристаллической решетки возникает электрическое поле, которое является периодической функцией. Это поле влияет на движение электронов и приводит к существенному изменению энергетических состояний электронов в твердом теле по сравнению с их состоянием в изолированных атомах.

Металлы — зона проводимости и валентная зона перекрываются, Полупроводники — зоны не перекрываются, и расстояние Диэлектрики — зоны не перекрываются, и расстояние В различных веществах, а также в различных формах образуя одну зону, называемую зоной проводимости, таким образом, между ними составляет менее 3. 5 э. В. Для того, чтобы перевести между ними составляет более 3. 5 э. В. Таким образом, для электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую одного и того же вещества, энергетические зоны электрон из валентной зоны в зону проводимости, требуется допустимо малую энергию. Таким образом, приложении к твёрдому того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону располагаются по-разному. По взаимному энергия меньшая, чем для диэлектрика, поэтому чистые телу разности потенциалов, электроны смогут свободно двигаться из проводимости требуется значительная энергия, поэтому расположению этих зон вещества делят на три большие (собственные, нелегированные) полупроводники слабо точки с меньшим потенциалом в точку с большим, образуя диэлектрики ток практически не проводят. пропускают ток. группы (см. Рис 1): электрический ток. К проводникам относят все металлы. Рис. 1: Упрощённая зонная диаграмма для проводников, полупроводников и диэлектриков.

Зонная теория является основой современной теории твёрдых тел. Она позволила понять природу и объяснить важнейшие свойства проводников, полупроводников и диэлектриков. Величина запрещённой зоны между зонами валентности и проводимости является ключевой величиной в зонной теории, она определяет оптические и электрические свойства материала.

Поскольку одним из основных механизмов передачи электрону энергии является тепловой, то проводимость полупроводников очень сильно зависит от температуры. Также проводимость можно увеличить, создав разрешенный энергетический уровень в запрещенной зоне путем легирования. Таким образом создаются все полупроводниковые приборы: солнечные элементы (преобразователи света в электричество), диоды, транзисторы, твердотельные лазеры и другие.

Оптопара (оптрон) — электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно — светодиод, в ранних изделиях — миниатюрная лампа накаливания) и фотоприёмника (биполярных и полевых фототранзисторов, фотодиодов, фототиристоров, фоторезисторов), связанных оптическим каналом и как правило объединённых в общем корпусе. Различные виды оптронов

Принцип действия оптопары Принцип работы заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал. Практически распространение получили лишь оптроны, у которых имеется прямая оптическая связь от излучателя к фотоприемнику и, как правило, исключены все виды электрической связи между этими элементами.

Оптоэлектронная интегральная микросхема представляет собой микросхему, состоящую из одной или нескольких оптопар и электрически соединенных с ними одного или нескольких согласующих или усилительных устройств. Таким образом в электронной цепи такой прибор выполняет функцию элемента связи, в котором в то же время осуществлена электрическая (гальваническая) развязка входа и выхода.

Применение оптопары Оптроны с открытым оптическим каналом, доступным для механического воздействия (перекрытия) используются как датчики во всевозможных детекторах наличия (например, детектор бумаги в принтере), датчиках конца (или начала), счётчиках и дискретных спидометрах на их базе (например, координатные счётчики в механической мыши, анемометры).

На принципе оптрона построены такие приспособления как: • беспроводные пульты и оптические устройства ввода • беспроводные (атмосферно-оптические) и волоконнооптические устройства передачи аналоговых и цифровых сигналов