[ صفحه اول ] [ صفحه 2 ] [ صفحه 3 ] [ صفحه 4 ] [ صفحه 5 ] [ صفحه 6 ] [ پاسخ به سوالات ]

ديود چگونه از عبور جريان الکتريکي در يک جهت جلوگيري مي کند؟

ميدان الکتريکي موجود در ناحيه ي تهي باعث مي شود که يک طرف اين ناحيه نسبت به طرف ديگر پتانسيل الکتريکي بيشتري داشته باشد.

اگر اختلاف پتانسيل دو سر ناحيه ي تهي را با نشان دهيم، الکتروني که بخواهد از ناحيه n به ناحيه  p برود يا حفره اي که بخواهد از ناحيه ي p به n برود انرژي به انرژي اضافي را مي توان توسط يک منبع ولتاژ خارجي تأمين کرد.

براي اين کار بايد ولتاژ خارجي به گونه اي به دو طرف پيوندگاه متصل شود که پايانه ي مثبت به p و پايانه ي منفي به n متصل شود. به اين ترتيب براي غلبه بر نيروي ميدان الکتريکي احتياج دارد. اين انرژي اضافي را مي توان توسط يک منبع ولتاژ خارجي تأمين کرد.

براي اين کار بايد ولتاژ خارجي به گونه اي به دو طرف پيوندگاه متصل شود که پايانه ي مثبت به p و پايان هاي منفي به n متصل شود. به اين ترتيب  کاهش مي يابد و الکترون ها مي توانند از n به p و حفره ها از  p به n حرکت کنند و جريان الکتريکي را بوجود آورند. در چنين شرايطي مي گوييم ديوداراي پيش ولت موافق است.

اگر ولتاژ خارجي در جهت عکس اعمال شود افزايش مي يابد و در نتيجه الکترون ها و حفره ها نمي توانند حرکت کنند و جريان بسيار کمي از پيوندگاه عبور مي کند. دراين صورت مي گوييم جريان داراي پيش ولت مخالف است. بنابراين مي بينيد که ديود جريان را در يک جهت از خود عبور مي دهد و در جهت ديگر عبور نمي دهد.

ديود از قانون اهم پيروي نمي کند بنابر اين به آن غيراهمي مي گويند.

ابررساناها

مي دانيد که افزايش دما سبب افزايش مقاومت ويژه ي رساناها مي شود. چون هر چه دما بالاتر رود دامنه ي ارتعاش اتم ها و يون ها بالاتر مي رود و در نتيجه الکترون هاي رسانش مشکل تر مي توانند از بين آنها عبور کنند.

اگر ارتعاش هاي اتمي تنها سازوکار مقاومت در مقابل حرکت الکترون ها باشد انتظار داريم که با کاهش دما و رسيدن به صفر مطلق، مقاومت ويژه ي رسانا هم به تدريج به سمت صفر ميل کند. در حالي که آزمايش ها نشان مي دهند که در عمل چنين نيست. يا مقاومت ويژه الکتريکي در دمايي که بالاتر از صفر مطلق است به طور ناگهاني صفر مي شود و يا اين که اصلاًً صفر نمي شود. به شکل زير که تغييرات مقاومت ويژه ي نقره و قلع را با دما نشان مي دهد، دقت کنيد.

 علاوه بر ارتعاش هاي اتمي سازوکار ديگري نيز براي ايجاد مقاومت الکتريکي وجود دارد. اين ساز و کار ناشي از بي نظمي هايي است که در ترتيب قرار گرفتن اتم ها ممکن است وجود داشته باشد. اين گونه بي نظمي ها را ناکاملي مي نامند. ناکاملي ها، وحتي وقتي که ارتعاش هاي اتمي هم متوقف مي شود، باعث مقاومت در برابر حرکت الکترون ها مي شوند. مقدار مقاومت ويژه ي الکتريکي يک رساناي فلزي در صفر مطلق را مقاومت ويژه ي باقيمانده مي نامند.

اگر نمونه اي از جنس قلع را سرد کنيم، مقاومت ويژه ي الکتريکي آن به تدريج کاهش مي يابد. در دماي K4 يک افت سريع پيدا مي کند و ناگهان صفر مي شود. در اين صورت مي گوييم قلع ابررسانا شده است. دمايي را که در آن افت سريع مقاومت ويژه روي مي دهد، دماي بحراني مي نامند و با  نشان مي دهند.  را دماي گذار به حالت ابر رسانايي مي گويند. هر عنصر دماي گذار ويژه ي خود را داراست. بعضي از فلزات مانند نقره گذار به ابررسانايي را از خود نشان نمي دهند.