Презентация "Электрический ток в полупроводниках" 10 класс

Электрический ток в полупроводниках Полупроводники – вещества, проводимость которых занимает промежуточное положение между проводниками и диэлектриками ( кремний, германий )

Рассмотрим проводимость полупроводников на основе кремния Si

Si

Si

Si

Si

Si

-

-

-

-

-

-

-

-

Кремний – 4 валентный химический элемент. Каждый атом имеет во внешнем электронном слое по 4 электрона, которые используются для образования парноэлектронных (ковалентных) связей с 4 соседними атомами

При обычных условиях (невысоких температурах) в полупроводниках отсутствуют свободные заряженные частицы, поэтому полупроводник не проводит электрический ток

Рассмотрим изменения в полупроводнике при увеличении температуры

Si

Si

Si

Si

Si

-

-

-

-

-

-

+

свободный электрон

дырка

+

+

При увеличении температуры энергия электронов увеличивается и некоторые из них покидают связи, становясь свободными электронами. На их месте остаются некомпенсированные электрические заряды (виртуальные заряженные частицы), называемые дырками

Под воздействием электрического поля электроны и дырки начинают упорядоченное (встречное) движение, образуя электрический ток

-

-

Электрический ток в полупроводниках.

• Электрический ток – упорядоченное движение свободных электронов и дырок.
• Носители свободных зарядов – электроны и дырки.
Число носителей заряда зависит от температуры, освещенности, наличия примесей. 3. При повышении температуры ρ полупроводников уменьшается.

А) собственная проводимость А) собственная проводимость Б) примесная проводимость

Донорная примесь (полупроводник n – типа ) мышьяк Основные носители – электроны, Неосновные - дырки

Акцепторная примесь (полупроводник p – типа ) индий Основные носители – дырки, Неосновные -электроны

Число свободных электронов = числу дырок.

R уменьшается при нагревании, облучении.

+

_

1. Прямое включение

+

+

+

+

-

-

-

-

Ток через p – n переход осуществляется основными носителями заряда (дырки двигаются вправо, электроны – влево)

Сопротивление перехода мало, ток велик.

Такое включение называется прямым, в прямом направлении p – n переход хорошо проводит электрический ток

р

n

p –n переход – контакт двух полупроводников

+

_

2. Обратное включение

+

+

+

+

-

-

-

-

Основные носители заряда не проходят через p – n переход

Сопротивление перехода велико, ток практически отсутствует

Такое включение называется обратным, в обратном направлении p – n переход практически не проводит электрический ток

р

n

Запирающий слой

Основное свойство p – n перехода заключается в его односторонней проводимости

4. Вольт – амперная характеристика p – n перехода (ВАХ)

I (A)

U (В)

5. Применение полупроводников 1) Собственная проводимость 2) Примесная проводимость Термо и фоторезисторы ( для измерения t◦ , противопожарная сигнализация, для определения качества обработки поверхности, контроля размера изделий и др.) ДИОД ( ВЫПРЯМЛЯЕТ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК) ТРАНЗИСТОР

• ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЭЛ. КОЛЕБАНИЙ,
• В КАЧЕСТВЕ РЕЛЕ,
• КАК ДЕТАЛЬ ГЕНЕРАТОРА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Полупроводниковый диод – это p – n переход, заключенный в корпус

Обозначение полупроводникового диода на схемах

Вольт – амперная характеристика полупроводникового диода (ВАХ)

I (A)

U (В)

Основное свойство диода – его односторонняя электрическая проводимость

Применение полупроводниковых диодов

Выпрямление переменного тока

Детектирование электрических сигналов

Стабилизация тока и напряжения

Передача и прием сигналов

Прочие применения

Преимущества полупроводников Преимущества полупроводников Недостатки полупроводников

• Малые размеры
• Большой срок службы
• Высокая чувствительность

• Ограниченный интервал температур
• Чувствительность к электрическим перегрузкам

Домашнее задание § 113 – 115 (новый ) § 115 – 117 (старый)