สารกึ่งตัวนำและหลอดสุญญากาศ

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง สารกึ่งตัวนำและหลอดสุญญากาศ

สารกึ่งตัวนำ vs. หลอดสุญญากาศ

รกึ่งตัวนำ (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน เป็นวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ มักมีตัวประกอบของ germanium, selenium, silicon วัสดุเนื้อแข็งผลึกพวกหนึ่งที่มีสมบัติเป็นตัวนำ หรือสื่อไฟฟ้าก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะหรือฉนวน ความเป็นตัวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสิ่งไม่บริสุทธิ์ที่มีเจือปนอยู่ในวัสดุพวกนี้ ซึ่งอาจเป็นธาตุหรือสารประกอบก็มี เช่น ธาตุเจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม และตะกั่วเทลลูไรด์ เป็นต้น วัสดุกึ่งตัวนำพวกนี้มีความต้านทานไฟฟ้าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะตรงข้ามกับโลหะทั้งปวง ที่อุณหภูมิ ศูนย์ เคลวิน วัสดุพวกนี้จะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเลย เพราะเนื้อวัสดุเป็นผลึกโควาเลนต์ ซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหลายจะถูกตรึงอยู่ในพันธะโควาเลนต์หมด (พันธะที่หยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม) แต่ในอุณหภูมิธรรมดา อิเล็กตรอนบางส่วนมีพลังงาน เนื่องจากความร้อนมากพอที่จะหลุดไปจากพันธะ ทำให้เกิดที่ว่างขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้สารกึ่งตัวนำ นำไฟฟ้าได้เมื่อมีมีสนามไฟฟ้ามาต่อเข้ากับสารนี้ สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์ เป็นสารที่เกิดขึ้นจากการเติมสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนำแท้ เช่น ซิลิกอน หรือเยอรมันเนียม เพื่อให้ได้สารกึ่งตัวนำที่มีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์นี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ สารกึ่งตัวนำประเภทเอ็น (N-Type) และสารกึ่งตัวนำประเภทพี (P-Type). อดหลอดสุญญากาศ ไตรโอดหลอดสุญญากาศ ไตรโอดชนิด808หลอดสุญญากาศ เครื่องเสียงหลอดสุญญากาศ mixtubeหลอดสุญญากาศ หลอดสุญญากาศ (vacuum tube) หรือ หลอดอิเล็กตรอน (electron tube: ในอเมริกา) หรือ วาล์วเทอร์มิออนิค (thermionic valve: ในอังกฤษ) ในทางอิเล็กทรอนิกส หมายถึงอุปกรณ์ที่ควบคุมกระแสไฟฟ้าผ่านขั้วอิเล็กโทรดภายในบริเวณที่มีอากาศหรือก๊าซเบาบาง ปรากฏการณ์ ทางฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายการนำไฟฟ้าก็คือ ปรากฏการณ์เทอร์มิออนิค อิมิตชัน (thermionic emission) ซึ่งอธิบายว่าเมื่อโลหะถูกทำให้ร้อนจนถึงระดับหนึ่งด้วยการป้อนกระแสไฟฟ้าจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาที่ผิวของโลหะ เมื่อทำการป้อนศักย์ไฟฟ้าเพื่อดึงดูดอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาอยู่ที่ผิวด้วยขั้วโลหะอีกขั้วหนึ่งที่อยู่ข้างๆ จะทำให้เกิดการไหลของกระแสได้ เราเรียกหลอดสุญญากาศที่มีขั้วโลหะเพียงสองขั้วนี้ว่า หลอดไดโอด (Diode) โดยขั้วที่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า คาโธด (Cathode) และขั้วที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า อาโนด (Anode) โดยปกติจะมีรูปร่างเป็นแผ่นโลหะธรรมดา บางทีจะเรียกว่า เพลท (Plate) การไหลของกระแสไฟฟ้าของหลอดไดโอดเป็นแบบไม่เป็นเชิงเส้น (Non-linear current) กล่าวคือ เมื่อป้อนศักย์ไฟฟ้าบวกให้กับขั้วอาโนดและศักย์ไฟฟ้าลบให้กับขั้วคาโธดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลดังที่ได้อธิบายผ่านมา แต่เมื่อป้อนศักย์ไฟฟ้ากลับทางคือ ป้อนศักย์ไฟฟ้าบวกให้กับคาโธดและป้อนศักย์ไฟฟ้าลบให้กับอาโนดจะทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ ซึ่งเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนถูกผลักด้วยผลของสนามไฟฟ้านั้นเอง ซึ่งคุณสมบัติข้อนีจึงทำให้สามารถนำหลอดไดโอดไปใช้เป็นอุปกรณ์เรียงกระแส (rectifier) ได้ ต่อมาได้มีการพัฒนาหลอดไดโอดโดยใส่ขั้วโลหะตาข่ายระหว่างขั้วอาโนดและขั้วคาโธด เรียกว่า กริด (Grid) ซึ่งจะมีรูปร่างเป็นตาข่าย เป็นลวดเส้นเล็กๆ พันอยู่รอบๆหลอดสุญญากาศ บางชนิดอาจจะไม่มีขั้วชนิดนี้ หรือจะมีเพียงขั้วเดียว หรืออาจจะมี 2-3 ขั้วขึ้นไป จะทำหน้าที่เป็นส่วนควบคุมปริมาณกระแสให้ไหลมากน้อยได้ตามศักย์ไฟฟ้าที่ป้อนให้กับขั้วกริด อุปกรณ์ที่มีขั้วโลหะ 3 ขั้วนี้เรียกว่า หลอดไตรโอด (Triode) ทำสามารถใช้ทำเป็นเครื่องส่งวิทยุได้.