Домішкова провідність напівпровідників

У напівпровідниках, що містять домішку, електропровідність складається із власної й домішкової.

Провідність, викликана присутністю в кристалі напівпровідника домішок з атомів з іншою валентністю називається домішковою. Домішки, що викликають у напівпровіднику збільшення вільних електронів, називаються донорними, а викликаючи збільшення дірок - акцепторними.

Різна дія домішкових атомів пояснюється в такий спосіб. Припустимо, що в кристал германія (Ge⁴⁴) атоми якого мають 4 валентних електрона, уведено п'ятивалентний миш'як As⁵⁺. У цьому випадку атоми миш'яку своїми 4-я з п'яти валентних електронів вступають у зв'язок. 5-й валентний електрон миш'яку виявиться не зв'язаним, тобто стає вільним електроном. Напівпровідник, електропровідність яких підвищилася завдяки утвору надлишку вільних електронів при введенні домішки, називаються напівпровідниками з електронною провідністю (напівпровідник n-типу), а домішка донорною (, що віддає електрон).

Уведення в 4-х валентний напівпровідник 3-х валентного елемента, наприклад (In³⁺) індію приводить, навпаки, до надлишку дірок над вільними електронами. У цьому випадку ковалентні зв'язки не будуть повністю завершені дірки, що утворюються, можуть переміщатися по кристалу, створюючи діркову провідність. Напівпровідники, електропровідність яких обумовлена в основному рухом дірок, називається напівпровідниками з дірковою провідністю або напівпровідниками р-типу, а домішка - акцепторною (захоплюючі електрон з ковалентного зв'язку або з валентної зони). Енергетичні рівні цих домішок називаються акцепторними рівнями - розташовані над валентною зоною.

Енергетичні рівні донорних домішок називаються донорними рівнями - розташовані під нижнім рівнем зони провідності.

У домішкових напівпровідниках носії заряду бувають основними (електрони в провіднику n-типу) і не основними (дірки в напівпровіднику р-типу, електрони в напівпровіднику n-типу).

Наявність домішкових рівнів у напівпровідниках суттєво змінює положення рівня Ферми Е_F. У напівпровіднику n-типу при Т = 0 К Е_F розташований посередині між дном зони провідності й донорним рівнем. Зі зростанням Т усе більше число електронів переходить із донорного рівня в зону провідності, але через теплове порушення частина електронів з валентної зони переходить у зону провідності. Тому зі зростанням Т рівень Ферми зміщається вниз до середини забороненої зони.

На рисунку на енергетичній діаграмі (по Ш.Я. Коровському) показані донорні й акцепторні рівні різних домішок у германії й кремнії.

 

У напівпровідників р-типу при Т = 0 К, Е_F посередині між акцепторним рівнем і стелею валентної зони. Зі зростанням Т Е_F зміщається до середини забороненої зони.

Залежність провідності напівпровідників від температури має вигляд, показаний на малюнку (докладніше дивиться лабораторну роботу 8.6.).

 

                    електронно-дірковий перехід

електронно-дірковий перехід ( p — n -переход), область напівпровідника, в якій має місце просторова зміна типа провідності (від електронної n до діркової p ) . Оскільки в р -області Е.-д. п. концентрація дірок набагато вища, ніж в n -області, дірки з n -області прагнуть дифундувати в електронну область. Електрони дифундують в р -область. Проте після відходу дірок в n -області залишаються негативно заряджені акцепторні атоми, а після відходу електронів в n -області — позитивно заряджені донорні атоми. Т. до. акцепторні і донорні атоми нерухомі, то в області Е.-л. п. утворюється подвійний шар просторового заряду — негативні заряди в р -області і позитивних зарядах в n -області ( мал. 1 ). Контактне електричне поле, що виникає при цьому по величині і напряму таке, що воно протидіє дифузії вільних носіїв струму через Е.-д. п.; в умовах теплової рівноваги за відсутності зовнішньої електричної напруги повний струм через Е.-д. п. дорівнює нулю. Т. о., в Е.-д. п. існує динамічна рівновага, при якій невеликий струм, що створюється неосновними носіями (електронами в р -області і дірках в n -області), тече до Е.-д. п. і проходить через нього під дією контактного поля, а рівний по величині струм, що створюється дифузією основних носіїв (електронами в n -області і дірках в р -області), протікає через Е.-д. п. у зворотному напрямі. При цьому основним носіям доводиться долати контактне поле ( потенційний бар'єр ) . Різниця потенціалів, що виникає між p- і n-областямі із-за наявності контактного поля ( контактна різниця потенціалів або висота потенційного бар'єру), зазвичай складає десяті долі вольта.

загрузка...

Зовнішнє електричне поле змінює висоту потенційного бар'єру і порушує рівновагу потоків носіїв струму через нього. Якщо покладе. потенціал прикладений до р -області, то зовнішнє поле направлене проти контактного, тобто потенційний бар'єр знижується (прямий зсув). В цьому випадку із зростанням прикладеної напруги експоненціально зростає число основних носіїв, здатних здолати потенційний бар'єр. Концентрація неосновних носіїв по обидві сторони Е.-д. п. збільшується (інжекція неосновних носіїв), одночасно в р- і n -області через контакти входять рівні кількості основних носіїв, що викликають нейтралізацію зарядів інжектірованних носіїв. В результаті зростає швидкість рекомбінації і з'являється відмінний від нуля струм через Е.-д. п. При підвищенні прикладеної напруги цей струм експоненціально зростає. Навпаки, додаток покладе, потенціалу до і-області (зворотний зсув) приводить до підвищення потенційного бар'єру. При цьому дифузія основних носіїв через Е.-д. п. стає нехтує малою.

В той же час потоки неосновних носіїв не змінюються, оскільки для них бар'єру не існує. Потоки неосновних носіїв визначаються швидкістю теплової генерації електронно-діркових пар. Ці пари дифундують до бар'єру і розділяються його полем, внаслідок чого через Е.-д. п. тече струм I _s (струм насичення), який зазвичай малий і майже не залежить від прикладеної напруги. Т. о., залежність струму 1 через Е.-д. п. від прикладеної напруги U (вольтамперная характеристика) володіє різко вираженою нелінійністю ( мал. 2 ). При зміні знаку напруги струм через Е.-д. п. може мінятися в 10 ⁵ —10 ⁶ разів. Завдяки цьому Е.-д. п. є вентильним пристроєм, придатним для випрямлення змінних струмів (див. Напівпровідниковий діод ). Залежність опору Е.-д. п. від U дозволяє використовувати Е.-д. п. як регульований опір ( варістора )

   

       (мал.1)                                                               (мал.2)

 

                                  термістори

Ми вже знаємо, що опір напівпровідника залежить від температури. Причому для багатьох речовин ці залежності вже досліджені. Отже, знаючи значення опору, ми можемо говорити про навколишній температурі.

Термістори, або терморезистори - це напівпровідникові прилади, які по зміні опору дозволяють судити про температуру.

Форми і розміри випускаються термісторів коливаються в широких діапазонах: у вигляді трубок, стрижнів, дисків, намистинок, шайб і т.д.; від декількох мікрометрів до декількох сантиметрів. Термістори використовують для регулювання температури в діапазоні від 1 до 1800 До.

Термістори також широко застосовуються в протипожежних сигналізаціях, для контролю температурних режимів різних механізмів. Ще одним способом застосування терморезисторів є безконтактні змінні резистори, реле, потенціометри, запобіжники і т.д.

 

                                  Фоторезистори

Провідність напівпровідників підвищується при освітленні їх. Саме тому діоди поміщають в спеціальні герметичні корпуса. За рахунок енергії світлового пучка, що падає на напівпровідник, відбувається розрив ковалентних зв'язків, і утворюються вільні електрони і дірки. Вони стають носіями заряду, внаслідок чого з'являється електричний струм. Це явище отримало назву внутрішнього фотоелектричного ефекту. Фоторезистор - напівпровідниковий прилад, опір якого змінюється під дією світла.

Форми, матеріали та розміри випускаються фоторезисторів коливаються в широких діапазонах. Найчастіше фоторезистори використовуються для реєстрації слабких світлових сігналов.Помімо звичайних фоторезисторів, маються фоторезистори, які здатні реагувати на інфрачервоне випромінювання, невидиме людському оку.

Широкого поширення набули фоторезистори в системах автоматичної охорони територій та приміщень. Пристрій цих систем дуже просте. Світловий промінь проходить через територію приміщення і потрапляє на фоторезистор.

Якщо яке-небудь тіло з'явиться на шляху променя, то світло на фоторезистор не потрапить, і на вхід іншої системи подається імпульс - спрацьовує сигнал тривоги. Зазвичай саме тут використовують фоторезистори, що реагують на інфрачервоні промені, щоб забезпечити скритність охоронної системи. Властивість зміни опору фоторезистора при перетині подсвечивающего його світлового потоку широко використовується в різних лічильниках, наприклад, на конвеєрах або в частотоміри.

                               Напівпровідниковий діод

Напівпровідниковий діод складається з двох типів напівпровідників - діркового і електронного. У процесі контакту між цими областями з області з напівпровідником n-типу в область з напівпровідником p-типу проходять електрони, які потім рекомбінують з дірками. Внаслідок цього виникає електричне поле між двома областями, що встановлює межу поділу напівпровідників - так званий pn перехід. В результаті в області з напівпровідником p-типу виникає некомпенсований заряд з негативних іонів, а в області з напівпровідником n-типу виникає некомпенсований заряд з позитивних іонів. Різниця між потенціалами досягає 0,3-0,6 В. Зв'язок між різницею потенціалів і концентрацією домішок виражається наступною формулою:

                            

де V _T - Термодинамічна напруга, _{N n} - Концентрація електронів, N _p - Концентрація дірок, n _i - Власна концентрація. У процесі подачі напруги плюсом на p-напівпровідник і мінусом на n-напівпровідник зовнішнє електричне поле буде направлено проти внутрішнього електричного поля pn переходу і при достатньому напруженні електрони подолають pn перехід, і в ланцюзі діода з'явиться електричний струм (пряма провідність). При подачі напруги мінусом на область з напівпровідником p-типу і плюсом на область з напівпровідником n-типу між двома областями виникає область, яка не має вільних носіїв електричного струму (зворотна провідність). Зворотний струм напівпровідникового діода не дорівнює нулю, оскільки в обох областях завжди є неосновні носії заряду. Для цих носіїв pn перехід буде відкритий.

Таким чином, pn перехід проявляє властивості односторонньої провідності, що обумовлюється подачею напруги з різною полярністю. Це властивість використовують для випрямлення змінного струму.

                                                Транзистор

Транзистор - напівпровідниковий пристрій, що складається з двох областей з напівпровідниками p-або n-типу, між якими знаходиться область з напівпровідником n-або p-типу. Таким чином, в транзисторі є дві області pn переходу. Область кристала між двома переходами називають базою, а зовнішні області називають емітером і колектором. Самою вживаною схемою включення транзистора є схема включення з загальним емітером, при якій через базу і емітер струм поширюється на колектор. Біполярний транзистор використовують для посилення електричного струму.

Окрім поділу на біполярні та польові транзистори, існує багато різних типів, специфічних за своєю будовою.

Біполярні транзистори розрізняються за полярністю: вони бувають p-n-p та n-p-n типу. Середня літера в цих позначеннях відповідає типу провідності матеріалу бази.

Польові транзистори розрізняються за типом провідності в каналі: на p-канальні (основний тип провідності — дірковий) та n-канальні — основний тип провідності електронний.

Серед польових транзисторів найпоширеніші транзистори типу метал-оксид-напівпровідник, які можуть використовувати або область збагачення або область збіднення. Свою назву МДН-транзистор (метал-діелектрик-напівпровідник) отримав завдяки тому, що в ньому металевий затвор відділений від напівпроівдника шаром діелектрика. Для транзисторів на основі кремнію цим діелектриком є діоксид кремнію, що технологічно утворюється при вибірковому окисленні напівпровідника.

Своєрідним гібридом біполярного та польового транзистора є IGBT-транзистор (анг. Isolated Gate Bipolar Transistor - біполярний транзистор із ізольованим переходом), що зараз широко використовується в силовій

	PNP		P-канальний
	NPN		N-канальний
Біполярні		Польові

                                          Позначення біполярних та польових транзисторів

Окрім поділу на біполярні та польові транзистори, існує багато різних типів, специфічних за своєю будовою.

				P-канальний
				N-канальний
Польові	Метал-оксидні збагачення		Метал-оксидні збіднення

                                         Позначення різних типів польових транзисторів

                            Поняття про мікросхеми.

Мікросхема, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) — електронна схема, що реалізована у вигляді напів провідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Чип — напівпровідникова структура, на поверхні якої сформовані контактні площадки [[1]]

Часто під інтегральною схемою (ІС) розуміють власне кристал або плівку з електронною схемою, а під мікросхемою (МС) — ІС в корпусі.

У 1961 році фірма Fairchild Semiconductor Corporation випустила інтегральні схеми у вільний продаж, і їх відразу стали використовувати у виробництві калькуляторів і комп'ютерів замість окремих транзисторів, що дозволило значно зменшити їхній розмір, та збільшити продуктивність.

Перша радянська напівпровідникова мікросхема була створена у 1961 році, в Таганрозькому радіотехнічному інституті.

                                               

Мікросхема (ППЗП) з прозорим віконцем,                                       Інтегральна схема(І мікросхема)

через яке видно кристал напівпровідника

Типи логіки

Основним елементом аналогових мікросхем є транзистори (біполярні або польові). Різниця в технології виготовлення транзисторів істотно впливає на характеристики мікросхем. Тому нерідко в описі мікросхеми вказують технологію виготовлення, щоб підкреслити тим самим загальну характеристику властивостей і можливостей мікросхеми. У сучасних технологіях об'єднують технології біполярних і польових транзисторів, щоб добитися поліпшення характеристик мікросхем.

· Мікросхеми на уніполярних (польових) транзисторах — найекономічніші (по споживанню струму) :

· МОH-логіка (метал-оксид-напівпровідник логіка) — мікросхеми формуються з польових транзисторів n -МОH або p -МОH типу;

· КМОН-логіка (комплемент МОН-логика) — кожен логічний елемент мікросхеми складається з пари взаємодоповнюючих (комплементу) польових транзисторів (n -МОН і p -МОН).

· Мікросхеми на біполярних транзисторах:

· РТЛ — транзисторна для резистора логіка (застаріла і замінена на ТТЛ);

· ДТЛ — діодно-транзисторна логіка (застаріла, замінена на ТТЛ);

· ТТЛ — транзисторно-транзисторна логіка — мікросхеми зроблені з біполярних транзисторів з багатоемітерними транзисторами на вході;

· ТТЛШ — транзисторно-транзисторна логіка з діодами Шотки — вдосконалена ТТЛ, в якій використовуються біполярні транзистори з ефектом Шотки;

· ЕЗЛ — емітерно-пов'язана логіка — на біполярних транзисторах, режим роботи яких підібраний так, щоб вони не входили в режим насичення, — що істотно підвищує швидкодію;

· ІІЛ — інтегрально-інжекційна логіка.

КМОН і ТТЛ (ТТЛШ) технології є найпоширенішими логіками мікросхем. Де необхідно економити споживання струму, застосовують КМОП-технологію, де важливіше швидкість і не потрібно економію споживаної потужності застосовують ТТЛ-технологію. Слабким місцем КМОП-микросхем є уразливість від статичної електрики — досить торкнутися рукою виводів мікросхеми і її цілісність вже не гарантується. З розвитком технологій ТТЛ і КМОН мікросхеми за параметрами зближуються і, як наслідок, наприклад, серія мікросхем 1564 — зроблена за технологією КМОП, а функціональність і розміщення в корпусі як у ТТЛ технології.

Мікросхеми, виготовлені за ЕЗЛ-технологією є найшвидшими, але і найбільш енерго споживаючими, і застосовувалися при виробництві обчислювальної техніки в тих випадках, коли найважливішим параметром була швидкість обчислення. У СРСР найпродуктивніші ЕОМ типу ЕС106х виготовлялися на ЕЗЛ-микросхемах. Зараз ця технологія використовується рідко.

Контроль якості

Для контролю якості інтегральних мікросхем широко застосовують так звані тестові структури.

Технологічний процес

При виготовленні мікросхем використовується метод фотолітографії (проекційною, контактною та ін.), при цьому схему формують на підкладці (зазвичай з кремнію), отриманій шляхом різання алмазними дисками монокристалів кремнію на тонкі пластини. Зважаючи на крихту лінійних розмірів елементів мікросхем, від використання видимого світла, і навіть ближнього ультрафіолету, при засвіченні давно відмовилися.

В якості характеристики технологічного процесу виробництва мікросхем вказують мінімальні контрольовані розміри топології фотоповторювача (контактні вікна в оксиді кремнію, ширина затворів в транзисторах і т. д.) і, як наслідок, розміри транзисторів (і інших елементів) на кристалі. Цей параметр, проте, знаходиться у взаємозалежності з рядом інших виробничих можливостей : чистотою отримуваного кремнію, характеристиками інжекторів, методами фотолітографії, методами витравлення і напилення.

В 1970-х роках мінімальний контрольований розмір становив 2-8 мкм, в 1980-х був зменшений до 0,5-2 мкм. Деякі експериментальні зразки устаткування фотолітографії рентгенівського діапазону забезпечували мінімальний розмір 0,18 мкм.

В 1990-х роках, через новий виток «війни платформ», експериментальні методи стали впроваджуватися у виробництво і швидко удосконалюватися. На початку 1990-х процесори (наприклад, ранні Pentium і Pentium Pro) виготовляли за технологією 0,5-0,6 мкм (500—600 нм). Потім їх рівень піднявся до 250—350 нм. Наступні процесори (Pentium 2, K6 — 2, Athlon) вже робили за технологією 180 нм.

У кінці 1990-х фірма Texas Instruments створила нову ультрафіолетову технологію з мінімальним контрольованим розміром близько 80 нм. Але досягти її в масовому виробництві не вдавалося аж до недавнього часу. За станом на 2009 рік технології вдалося забезпечити рівень виробництва аж до 90 нм.

Нові процесори (спершу це був Core 2 Duo) роблять по новій УФ-технологии 45 нм. Є і інші мікросхеми, що давно досягли і перевищили цей рівень (зокрема, відеопроцесори і флеш-память фірми Samsung — 40 нм). Проте подальший розвиток технології викликає все більше труднощів. Обіцянки фірми Intel по переходу на рівень 30 нм вже до 2006 року так і не збулися.

За станом на 2009 рік альянс провідних розробників і виробників мікросхем працює над тех. процесом 32 нм.

В 2010-му в роздрібному продажі вже з'явилися процесори, розроблені по 32-х нм тех. процесу.

Очікується, що, наступним, напевно, буде тех. процес 22 нм.

Аналогові схеми

· Операційні підсилювачі.

· Компаратори.

· Генератори сигналів.

· Фільтри (у тому числі на п'єзоефекті).

· Аналогові помножувачі.

· Аналогові атенюатори і регульовані підсилювачі

· Стабілізатори джерел живлення : стабілізатори напруги і струму.

· Мікросхеми управління імпульсних блоків живлення,

· Перетворювачі сигналів.

· Схеми синхронізації.

· Різні датчики (температури та ін.)

Цифрові мікросхеми

· Логічні елементи

· Тригери

· Лічильники

· Регістри

· Буферні перетворювачі

· Шифратори

· Дешифратори

· Цифровий компаратор

· Мультиплексори

· Демультиплексори

· Суматори

· півсуматори

· Ключі

· Арифметико-логічні пристрої (англ. ALU)

· Мікроконтролери

· (Мікро) процесори (у тому числі ЦП для комп'ютерів)

· Однокристальні мікрокомп'ютери

· Мікросхеми і модулі пам'яті

· ПЛІС (програмовані логічні інтегральні схеми)

Цифрових інтегральних мікросхеми мають ряд переваг в порівнянні з аналоговими:

· Зменшене енергоспоживання пов'язане із застосуванням в цифровій електроніці імпульсних електричних сигналів. При отриманні і перетворенні таких сигналів активні елементи електронних пристроїв (транзисторів) працюють в «ключовому» режимі, тобто транзистор або «відкритий» — що відповідає сигналу високого рівня (1), або «закритий» — (0), в першому випадку на транзисторі немає падіння напруги, в другому — через нього не йде струм. У обох випадках енергоспоживання близьке до 0, на відміну від аналогових пристроїв, в яких велику частину часу транзистори знаходяться в проміжному (резистивному) стані.

· Висока завадостійка цифрових пристроїв пов'язана з великою відмінністю сигналів високого (наприклад, 2,5-5 В) і низького (0-0,5 В) рівня. Помилка можлива при такихперешкодах, коли високий рівень сприймається як низький і навпаки, що маловірогідно. Крім того, в цифрових пристроях можливе застосування спеціальних кодів, що дозволяють виправляти помилки.

· Велика відмінність сигналів високого і низького рівня і досить широкий інтервал їх допустимих змін робить цифрову техніку нечутливою до неминучого в інтегральній технології розкиду параметрів елементів, позбавляє від необхідності підбору і налаштування цифрових пристроїв.

Аналогово-цифрові схеми

· цифро-аналогові (ЦАП) і аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП).

· Цифрові обчислювальні синтезатори (ЦВС).

· Трансивери (наприклад, перетворювач інтерфейсу Ethernet).

· Модулятори і демодулятори.

· Радіомодеми

· Декодери телетексту, УКХ-радіо-тексту

· Трансивери Fast Ethernet і оптичних ліній

· Dial — Up модеми

· Приймачі цифрового ТБ

· Сенсор оптичної миші

· Перетворювачі напруги живлення і інші пристрої на перемиканих конденсаторах

· Цифрові атенюатори.

· Схеми фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) з послідовним інтерфейсом.

· Комутатори.

· Генератори і відновники частоти тактової синхронізації

· Базові матричні кристали (БМК) : містить як аналогові, так і цифрові первинні елементи.

 

                                    31 Магнітне поле

 

Магнітне поле — складова електромагнітного поля, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.

Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою.

Магнітне поле утворюється, наприклад, у просторі довкола провідника, по якому тече струм або довкола постійного магніту.

Магнітне поле є векторним полем, тобто з кожною точкою простору пов'язаний вектор магнітної індукції який характеризує величину і напрям магнітого поля у цій точці і може мінятися з плином часу. Поряд з вектором магнітної індукції , магнітне поле також описується вектором напруженості .

У вакуумі ці вектори пропорційні між собою:

,

де k - константа, що залежить від вибору системи одиниць.

В системі СІ, - так званій магнітній проникності вакууму. Деякі системи одиниць, наприклад СГСГ, побудовані так, щоб вектори індукції та напруженості магнітного поля тотожно дорівнювали один одному: .

Однак у середовищі ці вектори є різними: вектор напруженості описує лише магнітне поле створене рухомими зарядами (струмами) ігноруючи поле створене середовищем, тоді як вектор індукції враховує ще й вплив середовища:

                                              ^[1]

 

де - вектор намагніченості середовища.

 

               Взаємодія провідників зі струмом.

Якщо близько один до іншого розташовані провідники зі струмами одного напрямку, то магнітні лінії цих провідників, що охоплюють обидва провідники, володіючи властивістю поздовжнього натягу і прагнучи скоротитися, будуть змушувати провідники притягуватися.

Магнітні лінії двох провідників зі струмами різних напрямків у просторі між провідниками направлені в один бік. Магнітні лінії, що мають однаковий напрямок, будуть взаємно відштовхуватися. Тому провідники зі струмами протилежного напрямку відштовхуються один від одного.

Розглянемо взаємодію двох паралельних провідників зі струмами, розташованими на відстані один від іншого. Нехай довжина провідників дорівнює l.Магнітна індукція, створена струмом I ₁ на лінії розташування другого провідника, дорівнює

                         

На другий провідник буде діяти електромагнітна сила

            

Магнітна індукція, створена струмом I ₂ на лінії розташування першого провідника, буде дорівнює

                        

 

                               Магнітна індукція

Магнітна індукція — векторна фізична величина, основна характеристика величини і напрямку магнітного поля. Вектор магнітної індукції зазвичай позначають латинською літерою .

                              Загальні поняття

У системі СГС магнітна індукція поля вимірюється в гаусах (Гс), в системі СІ — в теслах (Тл).

Уявлення про магнітне поле пояснює зв'язок між електрикою і магнетизмом. Джерелом появи магнітного поля є рухомі електричні заряди (струм). Магнітне поле виникає у просторі, довкола провідників зі струмом, подібно тому, як в просторі, довкола нерухомих електричних зарядів виникає електричне поле. Магнітне поле постійних магнітів також створюється електричними мікротоками, що циркулюють всередині молекул речовини (гіпотеза Ампера).

Для описання магнітного поля вводять силову характеристику поля, аналогічну вектору напруженості електричного поля. Такою характеристикою є вектор магнітної індукції - . Вектор магнітної індукції визначає сили, які діють на рухомі заряди в магнітному полі.

В якості напряму вектора прийнято направлення від південного полюсу S до північного полюсу N магнітної стрілки, яка вільну рухається в магнітному полі (як у компасі). Таким чином, за допомогою такої стрілки, досліджуючи магнітне поле створене струмом чи постійним магнітом, можливо з деякою точністю уявити просторову структуру магнітного поля.

Лінії магнітної індукції завжди замкнені. Це означає, що магнітне поле не має магнітних зарядів. Силові поля, що наділені такими властивостями, називають вихровими.

 

 

Вихровий характер магнітного поля

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: