Pull to refresh

Comments 152

Распечатал. Вклеил в учебник по физике младшего брата вместо той ереси, что там написана =) Спасибо автору — малой попросил добавки.
Хабр торт! Статья объемная, материал изложен доступно пусть и «по верхушкам» в некоторых местах. Можно быстро освежить в памяти знания электроники. А новичкам статья поможет сориентироваться в том, что читать для углубления знаний. Кстати шикарные иллюстрации, информативно и красиво.
Я считаю, так должны быть оформлены учебники в школах, общий текст «поверхностный» с максимальной простотой, а дальше ссылки на страницы для более углубленного изучения.
Поддерживаю Схематичные рисунки намного понятнее чем «веселые и радостные» картинки сомнительного содержания. Может быть здесь стоило бы сделать поправку на разницу восприятия «гуманитариев»/«технарей». Но я считаю, то если не все, то конкретно для «технарей» это должно выглядеть именно так.
По поводу «сомнительного» содержания: я могу вам прокомментировать любой рисунок, любую фразу из статьи. Если вам что-то не понятно или что-то не совпадает с вашими представлениями — я рад буду с вами это обсудить. Более того, это на столько базовый материал, что вероятнее всего вы найдёте все те же самые картинки в каком-нибудь из ваших источников знаний., но в более классическом виде.

По поводу разницы восприятия: я n-ое количество лет занимаюсь всякого рода инженерно-физическими расчётами и я совершенно не против того, чтобы весь тот материал, который я использую при работе, сопровождался более качественными «весёлыми» иллюстрациями.

Спасибо за ваше мнение.
Да что вы что вы, говоря про «сомнительное содержание» я имел ввиду нынешние учебники. Ваша статья у меня вызывает только положительные эмоции и хочется чтобы людей, излагающих материал в таком стиле было как можно больше. Спасибо Вам за статью)
Полезное дело. И оформлено отлично, приятно смотреть!
Спасибо огромное за познавательную статью. Аж ностальгия по школе пробила.
ЗЫ А в чем вы делали столь красивые иллюстрации?
Вполне возможно, что в Adobe Illustrator.
Точно в нем. В какой-то из предыдущих статей автор писал об этом.
Вы абсолютно правы.
Простите, но продолжение чего? Писать я буду дальше. Но эту тему я считаю раскрывать дальше нету смысла. Дальше идёт этап, когда берёшь в руки учебник по математике, затем берёшь учебник по физике, затем берёшь учебник по электрическим цепям, ну и затем начинаешь читать всё тоже самое, но уже в действительно правдивой и полной форме в каком-нибудь учебнике по электронике.
Попробую прокомментировать.

Статья подготовлена так, что способна убрать определённые комплексы, которые были вбиты в наши головы «злыми преподами». Но это, думаю, все заметили.

А по поводу продолжения — автор комментария наверное имел в виду (сужу по себе) преподнесения других тематик в подобной манере, например — ядерная физика, ну или (чтоб не привязываться к технарям) проведение операции по удалению аппендикса )). Т.е. лично я готов читать любые темы и предметы, лишь бы они были доступны для понимания и приятны в повествовании )

Ну как-то так…
Да, конечно, уважаемый Saenco прав, было бы интересно почитать ваше изложение основ например той же квантовой механики, да и в принципе любой интересной вам тематики.
Безусловно я буду писать дальше, естественно по мере появления свободного времени. И кстати на счёт квантовой механики: мне бы хотелось изложить некоторые моменты по квантовой теории информации, ибо это область моих научных интересов…
Замечательная статья, жаль, не появилась она тогда, когда я был в старших классах / на младших курсах.

P.S.: у вас на иллюстрации про проводники / полупроводники / диэлектрики очепятка: «Проводик»
Спасибо, я уже исправил.
Просто отлично! Прочитал с огромным удовольствием, здорово освежило в памяти давно (увы) забытые вещи.
Если ты сам нарисовал все иллюстрации, то это совсем круто!
Очень объёмно, просто и красиво! Молоток!
Отличная статья — однозначно в закладки!
Спасибо большое автору, буду использовать вашу статью как ликбез-ссылку. Если б в свое время физику в школе преподавали таким образом, то не стал бы я никогда биологом — сразу бы ушел на инженерную специализацию :)
Сейчас технологии таковы, что «выстреливают» смежные разработки между дисциплинами. Вам никто не мешает изучить инженерные науки и творить что-нибудь биотехническое.
В качестве илюстрации добавлю.
Схема дифференциального усилителя (в наше время это входной каскад в большинстве операционных усилителей) была предложена именно биологом.
Ребят — это просто шутка была :)
Я никогда не пожалею своих 5 лет в университете, 3-х в аспирантуре и еще 3-х на кафедре — это были лучшие годы и школа научившая мыслить нестандартно, пользоваться разнообразными источниками, систематизировать и анализировать.
В отличие от некоторых своих коллег, так же как и я ушедших с основной специализации в другую отрасль, всегда указываю свое образование и места работы по этому образованию в своем резуме. В принципе тогда занимался анализом динамики биомассы растительных сообществ используя GIS ресурсы — что плотно граничило со сферой IT, в которую в последствии и ушел.
Биотех ныне — одно из самых динамично развивающихся направлений. В моем институте основное направление работы — «Tools for cell communication», и большинство — биологи
Почему так любят упоминать аналогию с трубами?
Мне всегда проще было абстрактно представлять, без привязки к каким-то канализациям :)
Очевидно, чтобы заразить учеников идеей сделать водяной трубопроводный компьютер
Ну так никто не мешает собрать. В качестве примера могут взять MONIAC.
Вероятно всего такое сравнение идёт от классиков. Тенденция объяснять сложные вещи на примере простых — очень популярна. И поэтому в статье электрон — шарик, а не волновая функция.

P.S. В статье я лишь упомянул, что такая аналогия есть, но внимание на это не было сильно акцентировано.
Потому, что это самая понятная аналогия. Воспринимается лучше то, что можно пощупать. Ну а дальше как интеллект позволит…
Добротная статья, поставил в закладки, обязательно прочту в свободное время
есть вопрос: при помощи чего подготавливалась графика для статьи?
превосходная статья. каки все остальные, написанные вами.
спасибо.
один день — содержание, один день — графика, пол дня — набор текста.
ПО моему мнению, опять тот же самый текст, только приложены цветные картинки.
Опять нигде про смысл не рассказано.
Поясню, что такое смысл.
Смысл в данном случае, раскрывает моменты практической жизни всех этих радиоэлектронных деталей.
Никто не будет вникать во всякие поля, если не поймет, зачем нужна деталь.

Собственно никто и не вникает в такие статьи, что и видно из комментариев :) Всем интересно как такие картинки получить, а не тема статьи.
1. Тот же самый текст, это который?
2. Видимо мы с вами представляем разные цели у этой статьи. Понимаете, в априори нельзя понять как применять транзистор в той или иной ситуации, пока своими же руками не пересчитаешь различные простые электрические цепи и не почувствуешь как течёт ток, как взаимодействуют каскады, что такое фильтрация, спектр и многие другие вещи, которые связаны с электротехникой. Это я веду к тому, что если бы я в статье, например, сказал про то, что диод используют для выпрямления сигнала чуть больше того, что я написал, то мне пришлось бы привлекать ещё больше «базовых» знаний. И не думаю что, это была бы удачная мысль.

3. Цель данной статьи была рассказать именно о физике, об этом упоминалось не раз по тексту, в добавок в статье местами говорилось о сложностях практического применения с отсылкой к литературе. Да и тому же, если проектировщик понимает физику процесса, его не сдерживают рамки типовых решений. Поэтому я не понимаю как можно вообще что-нибудь проектировать без физической базы.
UFO landed and left these words here
UFO landed and left these words here
Оба подхода имеют место быть: от общего к частному и от частного к общему. Я считаю, что всё сводится к особенностям каждого человека строить модели у себя в голове. Одним нужно менее аналитичное изложение, другим наоборот нужно чтобы всё как в математических книжках. Но в любом случае для меня ваше мнение важно, поэтому в следующей статье я учту ваши рекомендации. Спасибо.
Наверное поддержу zokotuhaFly и присоеденюсь к просьбе о статье «как собрать радиоприемник» с подробным пояснением компонентов и их растановкой.

заранее спасибо.
UFO landed and left these words here
После Ваших статей тяжко собраться духом, чтобы выдавать свои. Вы задали такой уровень подачи материала, что за свои статьи становится стыдно.

Вам бы начать учебники писать. Учащиеся наверняка бы намного лучше усваивали материал.
Про учебники, как бы не хотелось этого говорить, но вы правы…
Почему у нас в университете не было учебников с такими же приятными иллюстрациями?!

Неужели никто и никогда в нашей великой и ужа гордой стране не был/не будет заинтересован в том, что бы делать вещи приятные людям.

Автору/авторам +100500 за оформление.
Потому что они были в дополнительных материалах, в которые 99 из 100 студентов так и не заглядывает, ну и уровень университета — это на порядок выше все же. Для детей (ну или не гуманитариев) есть целый ряд понятной и упрошенной литературы. Например серия «Массовая радио библиотека» — это почти 1,5 тысячи книг и журналов, понятных что называет и домохозяйке. Ну как пример весьма популярная из серии книжка Р. А. Сворень «Электроника, шаг за шагом» рассчитанная на детей и дающая представление не только об физике процесса, но и об том, как правильно паять. Или например посмотрите на «Занимательную электронику» Юрия Ревича, это если из современного. Или на «Юный радиолюбитель» Борисова, это вообще 50е годы. Подобных понятных книг великое множество, они каждый год новые выходят. Другое дело насколько вы действительно этим интересовались.
UFO landed and left these words here
А ещё «хабракарандаш» с ником автора. :-)
UFO landed and left these words here
Все отлично и понятно изложено, спасибо. Вспомнил то, что не учил в школе, а надо было :)
UFO landed and left these words here
Ветка с дискуссией ниже (ответ на ваш же повторный вопрос).
Нет слов! Все бы авторы так оформляли посты.

После такого щепетильного подхода как к форме, так и к содержанию 100 раз будешь задумываться прежде чем писать на Хабр что-то тематическое.

Спасибо.
Да услышит меня автор! Ну запилите топик «как я делаю такие иллюстрации»! Ну пожалуйста! Шедевр же просто. Спасибо большое, ваши стены текста очень приятно читать.
Я не являюсь ни профессиональным художником, ни дизайнером. Собственно никакого секрета нет. О том как делать такие иллюстрации вам могут лучше рассказать тематические ресурсы по дизайну и компьютерной графике. Поиск ресурсов лучше начать отсюда: habrahabr.ru/blogs/web_design/133793/.
Закон Ома для участка цепи представлен ну очень странно. Согласно этой формуле сопротивление порождает напряжение и ток. Правильный вид:
image,
где V — напряжение.
UFO landed and left these words here
UFO landed and left these words here
UFO landed and left these words here
Совершенно верно.
UFO landed and left these words here
Да, ток течёт благодаря разности потенциалов, но если туда ещё посветить, а ещё нагреть или что-нибудь ещё сделать, то будет другой ток… Чувствуете? Всё упирается именно в ток…
UFO landed and left these words here
Поддерживаю. Вольт-амперная характеристика как раз представляет причинно-следственную связь — зависимость тока (по оси ординат) от напряжения (ось абсцисс). Заметьте, что на графиках зависимая величина всегда откладывается на оси ординат.
UFO landed and left these words here
Вы подняли достаточно интересную тему. Опять же, нужно понимать, что сопротивление это в первую очередь математика. И при изменение температуры изменяется количество носителей заряда и по определению величина тока, а уж как следствие мы это воспринимает просто как изменение сопротивления материала. Если посветить на переход то, снова, создаются носители заряда. Самое главное то, что ток не обязательно течёт из-за внешнего поля, любые факторы могут на это повлиять, например, та же диффузия, что представлена в статье. Если вы хотите вникнуть в саму суть, то тут нужно вести разговор на более низком уровне. Попробуйте почитайте несколько абзацев из книжки под номером 2 в списке литературы из раздела о движении электронов, о течение тока и о поле, создаваемом двигающимся электроном, и о разности потенциалов. Что касается моего утверждения, то именно ток является основополагающим фактором свойств диода, поэтому я применил такую формулировку утверждения. Если у вас есть идеи как можно переформулировать предложение в более понятной и односмысленной форме — я буду рад.
UFO landed and left these words here
Довольно странный и сомнительный аргумент. А почему тогда сопротивление не слева? Что логичного в том, чтобы записывать формулу именно в таком виде? Почему сопротивление справа? Если вы посмотрите на любую фундаментальную физическую формулу, то увидите, что справа всегда находится причина, а слева — следствие. Эти формулы имеют именно такой вид, поскольку они обозначают также причинно-следственную связь. Запись R = U/I например не вызывает нареканий, поскольку сохраняется пресловутая причинно-следственная связь.
UFO landed and left these words here
> Хм, навскидку, уравнение состояния идеального газа обычно записывают в виде pV = (m/M)RT. Температура — причина объема с давлением? Почему тогда при сжатии газа внешней силой он нагревается?

Очень хорошо описано здесь:
В самом деле, при повышении температуры возрастает скорость движения молекул газа, а следовательно, и кинетические составляющие давления и температуры. Здесь всё верно, и именно эта зависимость повсеместно используется в науке и технике. Однако теперь попробуем уменьшить объём. Концентрация молекул возросла, однако их скорости остались прежними. Но ведь концентрация кинетической энергии в единице объёма возросла? Да, возросла, но в полной мере проявиться это может только при контакте со стенкой, поскольку энергия, а значит и температура самих молекул газа осталась прежней (да, между собой они стали сталкиваться чаще, но скорости их не изменились и причин для изменения скоростей нет). Поэтому реальный разогрев при сжатии гораздо меньше теоретического даже в случаях адиабатического сжатия, то есть настолько быстрого, что сколько-нибудь заметный теплообмен с окружающей средой не успевает произойти.


> Имхо, к учебной иллюстрации, которая лишь отражает модель эксперимента по измерению R (как верно подмечено ниже), не стоит предъявлять требований полного раскрытия глубинной сути явления (тем более что эта суть неплохо, насколько это можно на таком вводном уровне, раскрыта в тексте парой абзацев выше).

Отвечая на второй аргумент цитирую из Шага 1:
Связь между током (силой тока) и напряжением определяется законом Ома (формула на картинке).

Почему и возник диспут. К сожалению автор не пронумеровал иллюстрации. Формула на картинке — это не закон Ома.

> А с учетом того, что ниже по тексту активно используется понятие «падение напряжения», для которого именно что определяющими оказываются ток и сопротивление — в такой форме записи есть и практический смысл

Не понял вашей мысли. Что значит определяющими?

И все таки вы не объяснили мне, где логика записи в виде U/I = R?
UFO landed and left these words here
> Хотя бороться за точность формулировок надо, тут я полностью согласен.

Я бы сказал необходимо, учитывая, что некоторые эту статью «Вклеивают в учебник по физике младшего брата вместо той ереси, что там написана».
Что такое ток — известно, что такое напряжение — известно, что такое сопротивление? Сопротивление это математика. Это коэффициент между током и напряжением, поэтому он введен как коэффициент. Если вы мне не верите, посмотрите определения Ампера, Вольта и Ома. Среди них Ом вводиться (по определению) через Ампер и Вольт.
Написание формулы — это сугубо индивидуальная вещь. Каждый может сказать одну и туже фразу по-разному, однако не меняя смысла утверждения. Физическая формула — это записанное правило с помощью математических значков. Я в статье говорил о том, что существует между током и напряжением пропорциональность. Именно поэтому я свою фразу математически сформировал как U/I=R. Говорить о том как это делается обычно на мой взгляд не уместно. Я на вскидку сейчас полистал несколько книжек по физике и у разных авторов всё по-разному. Данная дискуссия естественная полезна для понимаемая сути вещей, но мне кажется всё-таки она более актуальна для школьников, которым важно писать формулы как у учительницы на доске.
UFO landed and left these words here
Сопротивление это имеено математика. Говоря так, я отмечаю, что это следственное понятие. Я уже говорил, что это можно проверить даже по размерности величины. А то, что данному коэффициенту пропорциональности приписывают какие-то реальные свойства, то в этом нет ничего удивительного. В физике практически всем коэффициентам ищут смысл. В виду того, что это математика — получаются различные интересные ситуации в виде существования отрицательного, либо сингулярного, либо кого-нибудь ещё сопротивления. Ваше утверждение также абсолютно верно, просто это всё темы как раз на грани философии и физически. Для меня более приемлема именно та точка зрения, о которой я говорю.
UFO landed and left these words here
UFO landed and left these words here
Отличное и увлекательное чтение! Приятно понимать, как в твоём ноутбуке работают некоторые элементы.

Жаль что так мало информации именно про транзисторные ключи. Например вариант простого ключа для переключения нагрузки (аналог реле), хотя наверно это тема для отдельной статьи :)
Вот это да, в школе не понимал половины, что к чему, теперь понял откуда всё взялось, Спасибо большущее :)
добавил в «любимые» без сомнений. спасибо
Отличная статья!
Но стоило как то частями кормить, уж очень объемно, хотя подано легко и понятно
Если б мой препод по электротехнике ТАК объяснял, сдал бы предмет с первого раза в свое время. Отличная статья. Спасибо.
Месяц назад купил ребенку электронный конструктор Знаток 999 схем и до сих пор в него не наигрался :) Сначала был настроен скептически, но потом заглянул в середину книжки и офигел — реально сложные схемы (для начинающих) можно собрать и опробовать на практике за 3 минуты. Отличная вещь!
Вы что, шутите? Это же девятый класс средней школы!

Статья, тем временем, набрала более 200 баллов… Показательно…
это где же в девятом классе преподают основы электроники?
Не смешите, в 9 классе, объясняют закон Ома, Закон Джоуля — Ленца, параллельное, последовательное соединение, все. Электроники там нет и подавно, но некоторым даже и это понять сложно…
Может как раз этого оформления и не хватило для понимания.
UFO landed and left these words here
Каждая ваша статься — маленькое событие на хабре. Спасибо вам огромное, потрясающая работа!
Автор уже неоднократно радовал своими статьями! Автору нужно выдать медаль!
UFO landed and left these words here
Через определённое количество времени (пока не могу сказать какое) я обязательно сверстаю pdf файл. Сейчас же мне очень активно помогают пользователи исправлять недочёты и ошибки, в чём я им всем весьма очень признателен. Ссылка на файл будет находится в конце статьи. Если хотите, я могу вас об том уведомить лично.
Что б мне так в лицее объясняли. Где кнопка DONATE? Я хочу ее нажать.
Еще не глянув под кат, подумал, что автор — tgx ;)
Как меня учили в школе (высшей), по современным ГОСТам кружочки у транзисторов на схемах не рисуют. И полевики мы изучали уже после обычных транзисторов. Вообще получился этакий ликбез, или микрокурс всего и вся. Плавно начиная от физики к концу статьи прибыли к схемотехнике ЭВМ. Не знаю, понял ли бы я всего этого не обладая теми сотнями часов лекций и практик за спиной, но этот текст очень понравился и напомнил молодость!
На практике тоже никто не рисует кружочки, но для первичного опыта удобно их использовать: сразу бросаются на схеме в глаза и есть ощущение какой-то замкнутой конструкции. Что рассматривать раньше: полевые или биполярные транзисторы — это сугубо выбор каждого преподавателя в отдельности. У них на столько разный принцип работы, что особой разницы нет с чего начинать. Хотя в большинстве случаев любят начинать с биполярных и скорее всего в этом есть некоторая заслуга того, что не все понимают как работают транзисторы.
Начиная с «Шаг.3», преподаватель в колледже диктовал почти точь-в-точь, минуя «ересь» из учебников, но объём информации был больше из-за тонкостей.
огромное спасибо за эту красоту. волшебно.

а нельзя ли всю эту статью выложить в пдф?
Отличная статья. Вот бы еще про гетеропереходы такую.
UFO landed and left these words here
Замечательная статья. В каком редакторе готовились рисунки?
В Adobe Illustrator'e. Автор дал ответ в комментариях.
Пожалуй лучшая статья по физике (электронике) на хабре.
Главное она написана очень вовремя: сейчас мы в МГТУ проходим физику твердого тела.
Спасибо Вам огромное за Ваш труд.
Извините, но почему заряженные частицы на иллюстрации движутся не по прямой? Или мне всю жизнь лгали? Посвятите пожалуйсто в тайну сию...
Наверное, имеется в виду тепловое движение электронов. Кстати, скорость теплового движения электронов в металлах на порядки превосходит скорость упорядоченного движения под действием электрического поля. Так что, строго говоря, траектория не будет похожа на волнистую линию. Электрон будет беспорядочно метаться во всех направлениях, но в направлении тока он будет двигаться немного больше. Таким образом, все электронное облако будет медленно дрейфовать.
Для очень маленьких частичек, таких например как электрон, понятие тракетории движения не очень-то уместно употреблять, в виду того, что оно не определено. Раз понятие не определено, то трудно говорить какое оно: прямое или не прямое. Я нарисовал волнистое. Мне это напоминает о том, что такие частички ещё могут и интерферировать, а это значит у них есть что-то от волн…
Спасибо за отличную статью!
Существуют также более сложные конструкции с несколькими pn-переходами. Какой из них будет светить — зависит от тока. Так можно делать излучатель на несколько цветов.
Можете рассказать поподробнее? Все многоцветные светодиоды, что попадались мне, представляли собой просто несколько разных кристаллов, с отдельными выводами, в одном корпусе. Ну или два диода, соединенных встречно-параллельно.
Сейчас настолько разнообразны технологические методики, что за всем трудно уследить. Насколько удобно в корпус помещать два светодиода и выдавать это за один я не берусь судить, но мне кажется куда удачней создавать многослойные структуры с несколькими pn-переходами в одном технологическом процессе. К сожалению, я не всегда имеют ссылки на все те источники, которые я когда-то где-то читал. Пользуясь Интернетом, первая попавшаяся ссылка: kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/chapter_6/glv_6_page_3.html. Там есть структура двухцветного светодиода. Именно о такой структуре я вёл речь.
Два кристалла, или два перехода на одном кристалле — не столь важно. Главное, что каждый переход имеет свои выводы, и цвет зависит от того, на какие из них подавать ток, а не от величины самого тока. Хотя, при выходе тока за пределы номинального цвет свечения меняется, но это следствие перегрева кристалла. Вот, например, зеленый светодиод меняет цвет на красный (спойлер: а потом сгорает). Вот оранжевый светодиод, погруженный в жидкий азот, светит зеленым.
Хорошая статья. Спасибо автору.
Но хотелось бы заметить, что физика не допускает вольность в определениях (например, у понятия Ампер есть четкое определение и эталон).
Физика тоже развивается, единицы системы СИ практически все были пересмотрены от их начального определения. Последний пример — Кельвин. Что касается Ампера, моё мнение, что его также пересмотрят, из-за бесконечно длинных проводников.
Поправьте меня пожалуйста, если я где-то допустил вольность в определение и это отличается от вашей точки зрения.
Спасибо, было забавно вспомнить свой 8ой класс и уроки физики с моей учительницей. Физичина была что надо!
Небольшие косячоки в статье:
1. плохо сравнивать отдельный атом и уровни энергии… физически не корректно, хотя для понимания, это, наверное, даже хорошо!
2. раздел, где речь идёт о диоде. Ток на «обратной» ветви должен быть очень-очень маленьким, а пробой резким, тогда как на прямой ветви ток — экспонента…

В целом, мне статья очень понравилась — спасибо!

P.S. Небольшой пиар — будет к НГ подарок небольшой, там есть транзистор на тех процессе нанометров 500 — всё очень чётко будет видно;)
1. На самом деле в статье ко многим вещам можно прицепиться, поскольку там всегда натянутая формулировка. Естественно у всего есть оговорки. Чтобы не сужать целевую аудиторию, приходиться сужать смысл применяемых понятий. Мне кажется, что заинтересовавшийся при прочтение более мудрых источников знаний сможет увидеть как всё то, что тут рассказывается хорошо вписывается в реальную картину вещей.

2. На графики сознательно не указывался шаг, а также масштабы. ля меня было более важно показать зависимость, а о том, что в обратном смещение почти ничего нет я оговорил в тексте.

В любом случае — большое спасибо за замечания.
Честно говоря очень бегло прочитывал статью, но это просто совсем режет глаз...;)
Может быть, у прямой ветки диода сделть что-то похожее на экспоненту?!
Чую я зря учился в колледже 4года на электрика)))
Ну а если серьёзно — спасибо за статью, всё просто и доступно описано, думаю многим поможет.
Основным отличием от pn-перехода является то, что данный переход является более быстрым в виду того, что за ток отвечают только электроны (подвижность электронов выше, чем у «дырок»).

Не могли бы вы пояснить данное утверждение?
Как подвижность электронов может быть выше подвижности дырок?
Ведь дырок на самом деле вообще не существует, это лишь удобная аналогия, означающая, что в каком-то месте возник недостаток электрона, который бежит к нему, а нам кажется, что это дырка бежит навстречу электрону. Так как же подвижность дырок может быть ниже, они что, «бегут» к электрону медленней, чем электрон бежит к ним?
у них эффективные массы разные, например...;)
и подвижность дырок может отличаться от подвижности электронов.

Тут можно долго рассказывать, но боюсь, что эта информация выходит далеко за формат статьи.
Вот этого различия в эффективных массах я и не понимаю.
Как это может быть?

Дырка — образное понятие. Дырок не существует. То что мы называем дыркой это просто где-то есть электрон, который спешит (или не спешит) соединиться с каким-то атомом, и его настоящее движение (электрона) — это то, что мы образно называем движением дырки (только в противоположном направлении). Как это движение электрона может отличаться от других «честных» движений электрона, и иметь другую эффективную массу?

Можно хотя бы чуточку пояснить?
Если по-простому, то длина свободного пробега дырки меньше, чем длина свободного пробега электрона.
Мой мозг отказывается это понимать. Я себе представляю дырку, вроде как отражение электрона в зеркале. Т.е. электрон движется в сторону зеркала, а с другой стороны к поверхности зеркала приближается его отражение, т.е. дырка. Которой не существует, это лишь иллюзия, принятая для удобства расчетов. И когда электрон падает на поверхность зеркала, он сливается со своим отражением, дырка исчезает, а электрон занимает свое место на электронной орбитали. Как при этом может оказаться, что длина пробега дырки меньше длины пробега электрона, если одни движутся с двух сторон к одной точке на поверхности зеркала?

Я действительно не понимаю. Дырка это (цитирую): «Т.к. электрон имеет отрицательный электрический заряд, то «улетая» от атома, он уносит собой этот кусочек общего заряда атома и атом становиться чуть-чуть положительней. Конечно рассуждения грубы, но это наводит на мысль о том, что можно представить, что на месте электрона образовалась дырка, которая «несёт» положительный заряд. Это настолько удачная мысль, что в теории полупроводников эти «дырки» называют даже частицами. Хотя на самом деле это никакая не частица, а просто вот такой трюк. Этот трюк удобен для теории, поэтому останавливаться подробно не будем на этом, но терминологию такую использовать будем.»

Я чувствую, что чего-то не понимаю, но чего не понимаю — не понимаю.
Если электрон один и дырка одна — то будет так. В вакууме, например, считается, что такие пары частиц рождаются и аннигилируют сами собой. Для многих квантовых частиц дырочная модель применяется.
А в полупроводнике, электроны и дырки живут в разных зонах. Электроны — в зоне проводимости, дырки — в валентной зоне. Уравнения движения электронов в этих зонах разные. А масса у них разная, потому что энергия электрона на орбитали и свободного электрона тоже разная.
Не хочу окончательно разрывать шаблон коллеге, но дырки бывают лёгкими и тяжёлыми, а у кремния ещё и два вида тяжёлых дырок…

Долго думал, как без формул объяснить — не придумал(((
UFO landed and left these words here
Статья хорошая, единственное замечание.
Довольно разношерстные темы, составляющие электронику (тут и электростатика и полупроводниковая техника и даже диффузия, которую, на вскидку, даже не знаю, куда отнести) собраны вместе и объяснены доступным языком. Человеку знающему читать легко и понятно, но не уверен, что абсолютно новый человек осознает разом столь обширный круг тем даже доступным языком
На мой взгляд, нужно было бы разносить темы в разные статьи (части книги), но углубляться чуть более в каждую из них.
У нас в методичках русских слов нет, о чем думают составители, которые пишут фразы типа:
«Профиль легирования с градиентом концентрации примеси в базе», для обычных студентов (как раз эта тема).
Образование рассчитано на зубрежку, а не на понимания предмета. Интерес от этого нулевой.
PS. Спасибо за статью, большой труд. Помогла переварить материал этого курса.
Очень хорошая статья, которая помогла за час вспомнить несколько курсов электроники.

Смутила фраза:
«Как можно заметить, сила тока варьируется от двух параметров: от площади поперечного сечения проводника и от количества зарядов, «протекающих» через это сечение.»
Либо опечатка, либо имеется в виду плотность тока, либо я контекст упустил.

Напишите, пожалуйста, статью о создании таких замечательных иллюстраций в Illustrator'е! Очень интересно посмотреть и научиться.
Спасибо. По поводу оформления статей я уже говорил вот здесь. Что касается плотности тока, то вы конечно же мыслите в верном направление. Для наглядности можно посмотреть вот эту страничку в Wikipedia. Первая формула говорит о том, что есть такой параметр как плотность тока, который описывает силу тока, протекающего через элементарное сечение проводника. Сила тока — это интегральная характеристика от площади, что также показано на формуле по ссылке. Соответственно, чем больше площадь, тем больше сила тока.
Я к тому, что на мой взгляд, тезис ошибочен. Не
«Как можно заметить, сила тока варьируется от двух параметров: от площади поперечного сечения проводника и от количества зарядов, «протекающих» через это сечение.», а

«Как можно заметить, сила тока зависит от двух параметров: от количества зарядов, «протекающих» через сечение, и времени, за которое они это делают» I = f( sum(q), delta(t) );
Отличная статья, все понятно и доступно. Вам бы энциклопедии и учебники бы писать.
Ух, сколько эмоций от статьи на такую скучную, казалось бы, тему. Вот бы мне такой материал в середину восьмидесятых, когда началось мое увлечение радиоэлектроникой, микропроцессорной и компьютерной техникой. Это же «ветхий завет» для современных цифровых «религий» (aplle, google, linux) с их реликвиями айпэдами, ультрабуками и эпсторами. Для меня эта статья не столько техническая, сколько философская. Спасибо автору.
Спасибо за прекрасную статью. Я, наверно, пропустил в тексте. Почему все-таки базу делают тонкой?
​Спасибо за поддержку. Действительно, в тексте немного размыто описаны связи о которых Вы спрашиваете. К сожалению пока нет времени на приведение статьи в подобающий вид.

Базу делают тонкой в связи с тем, что электрон (дырка) распространяется в базе относительно медленно за счет диффузии (в классическом случае). Распространяясь медленно в базе, электрон (дырка) «пролетает» мимо большого количества дырок (электронов) и соответственно существует вероятность того, что электрон (дырка) рекомбинируете (столкнется) с дыркой (электроном). В виду того, что дырок (электронов) в базе много, то вероятность столкновения (рекомбинации) очень даже не маленькая. Если база будет длинной, то естественно вероятность рекомбинировать будет ещё больше. И как итог: каждый случай рекомбинации — минус в конечный ток, который будет управлять pn-переходом. Для наглядности это можно сравнить с попыткой пересечения ротой солдат минного поля. Естественно кому-то не повезет. Логично, что если поле очень длинное, то таких, кому не повезло, будет много. Поэтому стараются делать базу поменьше + различные вспомогательные эффекты используют, например организация ускоряющего поля в базе. Если Вам интересна эта тема, то посмотрите что-нибудь из списка литературы в статье.
Спасибо большое за ответ. У меня еще один вопрос про транзисторы. Просматривая ВАХ биполярных транзисторов я заметил, что ток коллектора почти не зависит от напряжения коллектора. Увеличивай напряжение хоть в два раза, а ток почти не изменится. В чем причина этого насыщения?
Кто-нибудь в курсе с помощью какого ПО создаются столь прекрасные иллюстрации (по сравнению с книгами и методичками по которым мы учимся в ВУЗе)?
Adobe Illustrator, в действительности же подойдёт любой векторный редактор.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.