1. Co je polovodič a proč vůbec existuje

Ve CircuitLabu byl každý prvek popsaný jedním číslem. Odpor je odpor, a Ohmův zákon je přímka. Tady ta přímka končí. Polovodičová součástka nemá odpor — má charakteristiku, křivku, a jaký odpor „má", záleží na tom, kde se na té křivce zrovna nachází.

Materiály se dělí na vodiče (kov: elektronů nadbytek, teče vždycky) a izolanty (sklo: elektrony pevně vázané, neteče nikdy). Křemík leží mezi nimi, a to ne trochu — leží tam tak zajímavě, že se z něj dá postavit něco, co se rozhodne, jestli vést bude nebo ne.

Vlastní vodivost a teplota

Čistý křemík má každý atom svázaný se čtyřmi sousedy. Při absolutní nule nevede vůbec. Při pokojové teplotě už tepelný pohyb pár vazeb rozbije, takže vede — ale hrozně málo, asi miliardkrát hůř než měď.

Tohle je první věc, která je u polovodiče obráceně než u kovu. Kov s teplotou vodivost ztrácí (mřížka kmitá a překáží elektronům, které tam už jsou). Polovodič s teplotou vodivost získává, protože teplo mu nosiče vyrábí. Poměr je dramatický: počet volných párů roste zhruba exponenciálně s teplotou.

Kde se to na tomhle webu potkává

• CircuitLab a ACLab počítají obvody z lineárních prvků. Všechno odtud platí dál — Kirchhoffovy zákony neruší nikdo.
• Tahle karta přidá prvky, jejichž proud je exponenciální nebo kvadratickou funkcí napětí. Kvůli tomu potřebuje úplně jiný řešič, a proč, je v kapitole 4.
• BridgeLab pak tyhle součástky použije jako spínače v můstku a bude řešit, kolik to stojí energie.