Downloaded 18 times
More Related Content
Similar to струм в напівпровідниках урок6
струм в напівпровідниках урок6
- 2.
- 3. Розглянемо провідність напівпровідниківна основі кремнію Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - Кремній – 4 валентний хімічний елемент. Кожен атом має на зовнішньому електронному шарі по 4 електрони, які використовуються для утворення парноелектронних (ковалентних) зв’язків з 4 сусідніми атомами При нормальних умовах (невисоких температурах) в напівпровідниках вільні заряджені частинки відсутні, тому напівпровідник не проводить електричний струм При нормальних умовах (невисоких температурах) в напівпровідниках вільні заряджені частинки відсутні, тому напівпровідник не проводить електричний струм
- 4. Розглянемо зміни внапівпровіднику при збільшенні температури Si Si Si Si Si - - - - - - + вільний електрон дірка+ + При збільшенні температури енергія електронів збільшується і деякі із них покидають зв’язки, стають вільними електронами. На їх місці залишаються некомпенсовані електричні заряди (віртуальні заряджені частинки), що називаються дірками При збільшенні температури енергія електронів збільшується і деякі із них покидають зв’язки, стають вільними електронами. На їх місці залишаються некомпенсовані електричні заряди (віртуальні заряджені частинки), що називаються дірками Під дією електричного поля електрони і дірки починають упорядкований (зустрічний) рух, утворюючи електричний струм Під дією електричного поля електрони і дірки починають упорядкований (зустрічний) рух, утворюючи електричний струм - -
- 5. У чистому кристалі електричнийструм створюється рівною кількістю електронів і "дірок". При підвищенні температури власна провідність напівпровідника збільшується, тому збільшується число вільних електронів і "дірок". У чистому кристалі електричний струм створюється рівною кількістю електронів і "дірок". При підвищенні температури власна провідність напівпровідника збільшується, тому збільшується число вільних електронів і "дірок".
- 6. Напівпровідники - речовини, питомийопір яких зменшується з збільшенням температури і залежить від наявності домішок і зміни освітленості. Типовими представниками напівпровідників є кристали германію та кремнію. Напівпровідники - речовини, питомий опір яких зменшується з збільшенням температури і залежить від наявності домішок і зміни освітленості. Типовими представниками напівпровідників є кристали германію та кремнію. При нагріванні ковалентний зв'язок порушується, атоми іонізуються. Це зумовлює виникнення вільних електронів і "дірок" - вакантних позитивних місць з відсутньою електроном. При нагріванні ковалентний зв'язок порушується, атоми іонізуються. Це зумовлює виникнення вільних електронів і "дірок" - вакантних позитивних місць з відсутньою електроном.
- 7. Таким чином, електричнийструм в напівпровідниках являє собою упорядкований рух вільних електронів і позитивних віртуальних частинок - дірок При збільшенні температури росте число вільних носіїв заряду, провідність напівпровідників росте, опір зменшується R (Ом) T R0 метал напівпровідник
- 8.
- 9. Власна провідність напівпровідниківявно недостатня для технічного застосування напівпровідників Тому для збільшення провідності в чисті напівпровідники вносять домішки (легують), які бувають донорні і акцепторні Донорні домішкиДонорні домішки Si Si As Si Si - - - - - - - При легуванні 4 – валентного кремнію Si 5 – валентним миш’яком As, один із 5 електронів миш’яку стає вільним Таким чином змінюючи концентрацію миш’яку, можна в широких межах змінювати провідність кремнію Такий напівпровідник називається напівпровідником n-типу, основними носіями заряду являються електрони, а домішка миш’яку, що дає вільні електрони, називається донорною Такий напівпровідник називається напівпровідником n-типу, основними носіями заряду являються електрони, а домішка миш’яку, що дає вільні електрони, називається донорною - -
- 10. Акцепторні домішкиАкцепторні домішки Якщокремній легувати трьохвалентним індієм, то для утворення зв’язків з кремнієм у індію не вистачає одного електрона, тобто утворюється дірка Si Si In Si Si - - - - - + Змінюючи концентрацію індію, можна в широких межах змінювати провідність кремнію, створюючи напівпровідник із заданими електричними властивостями Такий напівпровідник називається напівпровідником p-типу, основними носіями заряду являються дірки, а домішка індію, що дає дірки, називається акцепторною Такий напівпровідник називається напівпровідником p-типу, основними носіями заряду являються дірки, а домішка індію, що дає дірки, називається акцепторною - -
- 11. І так, існує2 типи напівпровідників, що мають велике практичне застосування: р-типур-типу n-типуn-типу Основні носії заряду - дірки Основні носії заряду - електрони + - Крім основних носіїв в напівпровіднику існує дуже мала кількість неосновних носіїв заряду (в напівпровіднику p-типу це електрони, а в напівпровіднику n- типу це дірки), кількість яких росте при збільшенні температур
- 12. p-n перехід ійого електричні властивості
- 13. Розглянемо електричний контактдвох напівпровідників p і n типу, що називається p-n переходом + _ 1. Пряме включення + + + + - - - - Струм через p-n перехід тече за рахунок основних носіїв заряду (дірки рухаються вправо, електрони – вліво) Опір переходу малий, струм великий. Таке включення називається прямим, в прямому напрямі p-n перехід добре проводить електричний струм р n
- 14. +_ 2. Зворотне включення + + ++ - - - - Основні носії заряду не проходять через p-n перехід Опір переходу великий, струм практично відсутній Таке включення називається зворотнім, в зворотному напрямку p-n перехід практично не проводить електричного струму р n Запираючий шар
- 15. І так, основнавластивість p-n переходу полягає в його односторонній провідності Вольт-амперна характеристика p-n переходу (ВАХ)Вольт-амперна характеристика p-n переходу (ВАХ) I (A) U (В)
- 16.
- 17. Напівпровідниковий діод –це пристрій з p-n переходом (випрямляч). Позначення напівпровідникового діода на схемах Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода (ВАХ)Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода (ВАХ) I (A) U (В) Основна властивість діода – його одностороння електрична провідність
- 18. Застосування напівпровідникових діодів Застосування напівпровідникових діодів Випрямляння змінного струму Випрямляння змінного струму Детектування електричнихсигналів Детектування електричних сигналів Стабілізація струму і напруги Стабілізація струму і напруги Передавання і приймання сигналів Передавання і приймання сигналів Інші застосуванняІнші застосування
- 19.