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晶体管原理在光电及电解液方面的应用
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晶体管原理在光电及电解液方面的应用 晶体管原理：集电极C（N）与发射极E（N）之间插入基极B（P），B极很薄且掺杂量远低于E极。如同两个水管之间加了个阀门。B-E加正电压，E极电子流进B极（而不是B极正电与E极负电复合）导致B-C结电位门槛降低，相当于阀门打开。这时只要C-E间施加电压，必然导通。 1我们把集电极换成电解液（食盐水），并用不锈钢电极（能用贵金属铂最好）引出。构成了电解食盐水的装置，但与电解食盐水最大的不同是：基极电极可选高禁带的P型半导体如金刚石膜（确保不被电解液侵蚀），氮化镓，碳化硅等，发射极选用低功函数的材料（金属钾或钙），在B_E的电压作用下，发射极穿越基极到达电解液的电子溢出功极低，与不锈钢（或铂）电极形成的电势可以有效减少电解电压。 常规的电解食盐水电极选择也是电子溢出功相差越大越好，但由于电子溢出功越低的材料越容易被氧化，只好舍去。当基极的存在如同一个隔板只让电子流过，阻止了活泼金属的氧化。 低溢出功金属与高溢出功金属的电势差能有多少？最大可到5伏以上。远远大于电解食盐水的电压！哇噻，永动机出现了！你信不信？永动机当然不可能，但电解电镀的电压下降实现节电是肯定的。 在钾或钙金属表面镀上很薄的高禁带的P型半导体膜是一个难题。 2 我们把集电极换成真空或低压气体会是什么？科学家反复设计的低电压大电流的电子发射极在这里实现了。什么场发射电极，铁电发射电极，热发射电极与此电极相比都弱爆了。 这里的发射极把低溢出功的基极电子助推到接近真空位置，只要在集电极加少许电压就可以拉出电子达到发射目的。 金属的电子之所以不容易溢出，就是自由电子太多，且被正离子束缚，随着外加电场的增加，电子在金属外层积累形成反电势更阻止了电子溢出。基极本身是P型且掺杂很少，在B_E电压作用下，几乎不能形成电子积累，反而电子被加速流向集电极，只要集电极加上大于溢出功电压就可以实现电子发射。  |
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