Aliran Konvensional Elektron Versus

elektronika dasar i (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Aliran Konvensional Elektron Versus

Peranti dan Litar Semikonduktor Diskret


soalan 1

Dalam litar elektrik ini, surih arah arus melalui wayar:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini adalah "helah" soalan, kerana terdapat dua cara yang diterima untuk menunjukkan arah aliran elektrik: aliran konvensional (kadang-kadang disebut aliran lubang ), dan aliran elektron .

Nota:

Soalan ini melanggar salah satu subjek yang lebih perdebatan dalam bidang elektrik / elektronik: dengan cara yang kita maksudkan pada itemcs panel kerja "panel kerja default"

Soalan 2

Tunjukkan arah mana ion-ion terapung bebas ini akan bergerak, jika terdedah kepada medan elektrik polariti yang ditunjukkan:

Nota: ion "H + " adalah atom hidrogen bercas positif, manakala ÖH - "ion adalah ion hidroksil yang dikenakan negatif.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Persoalan susulan: yang mana dari plat logam ini akan kita panggil katod, dan yang mana kita panggil anod "nota tersembunyi"> Nota:

Senario yang ditunjukkan tidak akademik - ia adalah apa yang berlaku apabila medan elektrik digunakan untuk air. Ion berpecah bergerak ke arah yang bertentangan, membebaskan gas hidrogen pada elektrod negatif dan gas oksigen pada positif.

Soalan 3

Labelkan arah aliran elektron dan aliran konvensional dalam litar mudah ini:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Sekiranya ada sesiapa yang bertanya, bulatan kecil dengan huruf "e" di dalam sepatutnya mewakili elektron. Jenis bodoh, saya tahu, tetapi saya sedang mencari jalan yang jelas membezakan satu arah dari yang lain tanpa hanya bergantung pada label teks.

Soalan 4

Dalam konduktor logam, pembawa utama bagi cas elektrik adalah elektron bebas, yang tentu saja dikenakan caj negatif. Adakah terdapat sebarang contoh pengaliran elektrik di mana caj elektrik dibawa oleh zarah-zarah bercas positif "# 4"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Salah satu contohnya ialah pengaliran dalam larutan elektrolit cecair, di mana anda sering mempunyai ion positif yang dikenakan dan ion negatif yang dikenakan (bergerak ke arah yang bertentangan!) Yang membentuk usul cas elektrik.

Nota:

Contoh lain ada, jadi jangan terima jawapan yang diberikan sebagai satu-satunya jawaban!

Nota: sesetengah pelajar mungkin mencadangkan lubang di semikonduktor sebagai contoh pembawa caj positif. Ini secara teknikalnya tidak benar. A "lubang" tidak wujud sebagai zarah sebenar perkara. Ia adalah abstraksi, yang digunakan oleh ahli fizik dan jurutera keadaan pepejal untuk membezakan gerakan elektron band konduksi ("elektron") daripada gerakan elektron valence-band ("lubang").

Soalan 5

Jelaskan, dengan kata-kata anda sendiri, bagaimana kami mempunyai dua notasi yang bertentangan sepenuhnya untuk menandakan arahan arus elektrik. Apakah peristiwa sejarah yang menyebabkan kekeliruan ini, dan mengapa masih wujud hari ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan anda penyelidikan ini sendiri!

Nota:

Terdapat banyak sumber maklumat untuk pelajar dalam penyelidikan mengenai topik ini. Tanya kepada mereka di mana mereka mendapati fakta mereka!

Soalan 6

Apabila anda melihat simbol peranti elektronik seperti salah satu daripadanya, arah mana simbol 'anak panah intrinsik mewakili, elektron atau aliran konvensional?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sudut anak panah mewakili kehadiran simpang PN, arah anak panah itu sentiasa menunjuk ke arah aliran konvensional yang akan berlaku jika persimpangan itu bersifat bias.

Keadaan ini agak lebih kompleks daripada hanya mengatakan bahawa mata anak panah ke arah aliran konvensional (jawapan standard). Untuk peranti semikonduktor (diod, transistor, thyristor, dan sebagainya), kepala anak panah mewakili persimpangan PN, dengan hujung lemak anak panah yang mewakili sebelah "P" dan ujung runcing yang mewakili sebelah "N". Ini sangat jelas:

Walau bagaimanapun, terdapat sekurang-kurangnya satu peranti yang arahan normal semasa (dalam aliran konvensional) menentang anak panah ini: diod zener.

Contoh ini boleh menjadi agak mengelirukan, kerana diod direka untuk memecah dalam mod bias terbalik. Diet Zener boleh dan akan menjalankan apabila memihak ke depan, sama seperti mana-mana diod lain, tetapi apa yang menjadikannya berguna adalah kelakuan terbalik-bias mereka. Jadi, walaupun sudah tentu lebih mudah bagi arus untuk meneruskan cara "betul" melalui diod zener (arah kepala ke arah aliran konvensional), arah operasi semasa semasa adalah bertentangan.

Sesetengah peranti semikonduktor menggunakan anak panah untuk menunjukkan kehadiran simpang PN yang tidak menjalankan. Contoh-contoh ini termasuk JFETs dan MOSFETs:

Seperti diod zener, persimpangan PN yang ditunjukkan oleh kepala panah dalam simbol-simbol ini direka bentuk untuk beroperasi dalam mod-bias terbalik. Tidak seperti diod zener, namun persimpangan PN dalam peranti ini tidak sepatutnya dipecah, dan oleh itu biasanya membawa arus yang tidak dapat dielakkan. Di sini, anak panah mewakili arah aliran konvensional yang akan disediakan, dengan syarat tegasan yang diperlukan untuk menyesuaikan persimpangan tersebut, walaupun peranti ini biasanya tidak berfungsi dalam mod itu.

Nota:

Pelajar anda dapat melihat bagaimana membingungkan ini boleh, dengan panah panah kadang-kadang mewakili arah arus dan kadang-kadang tidak. Dalam peranti semikonduktor, anak panah hanya mewakili persimpangan PN, dengan arah kepala panah itu mewakili bagaimana aliran konvensional akan berlaku jika persimpangan PN itu bersifat bias.

Kemudian, tentu saja, kita mempunyai simbol untuk sumber semasa, anak panahnya sentiasa menunjuk ke arah aliran konvensional.

Ia harus menjadi jelas bahawa aliran konvensional adalah pendekatan yang paling mudah apabila bekerja dengan peranti semikonduktor. Terdapat banyak orang (juruteknik, terutamanya) yang berjaya menerapkan aliran elektron ke analisis peranti semikonduktor, tetapi mereka perlu melatih diri mereka untuk berfikir "terhadap anak panah." Ini menambah satu lagi kekeliruan kepada topik yang sudah (berpotensi) mengelirukan, itulah sebabnya saya secara peribadi memilih untuk mengajar aliran konvensional ketika pertama kali mendedahkan pelajar kepada peranti semikonduktor.

Apa cara anda mendekati subjek ini, ia adalah keadaan yang menyedihkan!

Soalan 7

Dua orang sedang membahaskan aliran elektron berbanding aliran konvensional. Salah seorang daripada mereka mengatakan bahawa anda akan mendapat keputusan yang berbeza yang meramalkan polariti kejatuhan voltan dalam litar resistif bergantung kepada konvensyen yang anda gunakan. Orang lain mengatakan konvensyen untuk pelabelan semasa tidak penting sama sekali, dan polariti yang betul akan diramalkan sama ada cara.

Mana antara kedua orang yang manakah betul "# 7"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya akan membiarkan gambar menunjukkan jawapan kepada soalan ini:

Nota:

Adalah penting untuk diingati bahawa hanya ada satu konvensyen untuk menggunakan simbol "+" dan "-" untuk menentukan polariti kejatuhan voltan (terima kasih!).

Soalan 8

Katakan seseorang lebih biasa dengan notasi aliran konvensional daripada notasi aliran elektron. Jika orang ini mendapati diri mereka dalam keadaan di mana mereka mesti menarik arah semasa mengikut notasi aliran elektron, nasihat apa yang akan anda berikan kepada mereka untuk membuat peralihan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Mulailah dengan menarik semua arus dalam notasi aliran konvensional yang lebih biasa, kemudian balikan setiap dan setiap anak panah!

Nota:

Strategi yang baik mungkin menggunakan pensil dan menarik anak-anak panah ke arah aliran konvensional, kemudian lukiskan anak panah ke arah yang terbalik dengan menggunakan lebih banyak tekanan tangan (membuat garis yang lebih gelap).

Ia sepatutnya tidak mengatakan bahawa teknik ini berfungsi sama juga untuk orang yang lebih selesa dengan notasi aliran elektron, tetapi mesti beralih ke aliran konvensional untuk sebab tertentu.

Soalan 9

A Cathode Ray Tube, atau CRT, adalah jantung osiloskop analog. Ia berfungsi dengan mensasarkan rasuk elektron yang difokuskan pada skrin phosphorescent, menyebabkan cahaya pada titik impak:

Apa gaya notasi semasa (elektron atau konvensional) paling sesuai dengan perihalan untuk operasi CRT "# 9"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Seperti kebanyakan tiub elektron, aliran elektron menjadikan paling banyak operasi CRT.

Nota:

Jawapan yang diberikan memberi petunjuk tentang mengapa notasi aliran elektron masih popular di kalangan juruteknik dan institusi yang melatih mereka. Terdapat warisan arahan berasaskan aliran elektron yang berasal dari hari-hari apabila tiub vakum adalah komponen aktif yang dominan dalam litar elektronik. Jika anda mengajar operasi peranti-peranti ini dalam istilah yang paling mudah, supaya bukan jurutera dapat memahaminya, ia akan menjadi paling masuk akal untuk menyeragamkan pada notasi semasa yang mengikuti elektron sebenar. Jurutera elektrik, sebaliknya, menubuhkan konvensyen mereka sendiri untuk menetapkan arahan semasa sebelum elektron itu ditemui, oleh sebab itu cabang sains elektrik masih menunjukkan arah semasa bertentangan dengan arah gerakan elektron.

Soalan 10

Dalam grafik berikut, anda akan melihat arahan arus yang dilabelkan dengan anak panah untuk setiap komponen semikonduktor. Beberapa anak panah ini menunjuk ke arah aliran konvensional, sementara yang lain menunjuk ke arah aliran elektron. Tentukan konvensyen mana yang digunakan untuk melabelkan arus bagi setiap komponen (nota: Saya hanya menggunakan satu konvensyen untuk setiap komponen - saya tidak bercampur aliran konvensional dan elektron semasa pelabelan berbilang arus pada komponen yang sama!).

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Satu-satunya petunjuk mengenai notasi ialah anak panah. Pelajar tidak boleh berada di tempat di mana mereka dapat mengenali arah arus yang betul untuk terminal komponen tanpa anak panah, tetapi sekurang-kurangnya mereka dapat membandingkan anak panah semasa menentang anak panah simbol komponen dan lihat sama ada terdapat persetujuan (aliran konvensional ) atau perselisihan (aliran elektron).

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →