План-конспект уроку №4 електричний струм в напівпровідниках

Електричний струм в напівпровідниках. Існує особливий клас кристалічних тіл, які не є такими хорошими провідниками, як метали, але і не є такими хорошими ізоляторами як діелектрики. Ці речовини мають особливими фізичними властивостями. Їх детально вивчав [link]

Питомий опір зменшується з ростом освітленості. Ця залежність використовується в фоторезисторах.

При введенні домішок іншої валентності, в напівпровідниках питомий опір зменшується, тому що росте число вільних носіїв заряду.

2. Будова напівпровідників.

У напівпровідниках атоми пов'язані ковалентними (парноелектронную) зв'язками, які при низьких температурах і освітленості міцні. З ростом ж температури і освітленості ці зв'язки можуть руйнуватися, утворюючи вільний електрон і "дірку".

Типовими представниками напівпровідників являютсягерманійікремнія.

Реальними частинками є лише електрони (e). Е лектронная провідність обумовлена ​​рухом вільних електронів. Діркова провідність викликана рухом пов'язаних електронів, які переходять від одного атома до іншого, по черзі заміщаючи один одного, що еквівалентно руху "дірок" в протилежному напрямку. "Дірка" умовно приписується "+" заряд.

У чистих напівпровідниках концентрація вільних електронів і «дірок» однакові. Електронно-діркова провідність - провідність, викликана утворенням вільних носіїв заряду (електронів і «дірок»), що утворюються при розриві ковалентних зв'язків, називається власною провідністю.

Домішкових провідність - провідність, обумовлена ​​утворенням вільних носіїв заряду при внесенні домішок іншої валентності (n).

Питомий опір (p) убуває, якщо t 0 - зростає. Ця залежність використовується в термисторах Індій в германій

n домішки> n напівпровідник

Миш'як в германій

n прим. = 5; n п / прово-к = 4

Кожен атом домішки вносить вільний електрон

n домішки

Індій в германій

n прим. = 3; n п / прово-к = 4

Кожен атом домішки захоплює електрон з основного напівпровідника, створюючи додаткову дірку

Напівпровідники n - типу з донорной домішкою

Напівпровідники р - типу з акцепторною домішкою

Основні носії заряду

Основні носії заряду

Чи не основні носії

Чи не основні носії

За механізмом утворення вільних носіїв заряду провідність напівпровідників ділиться на власну і примесную. По виду основних носіїв заряду ділиться на: електронну. дірковий. електронно-дірковий.

Контакт напівпровідників p і n - типів.

Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода при контакті

1. Утворюється контактна електричне поле, в результаті дифузії електронів в напівпровідник р-типу, а дірок напівпровідник n-типу. Створюється замикаючий шар для основних носіїв заряду.

Одностороння провідність p - n - переходу

При такому включенні (рис. 2) p-n-переходу зовнішнє електричне поле напруженістю послаблює к. Збагачує прикордонний шар основними носіями і забезпечує струм значної сили, званий прямим і обумовлений рухом основних носіїв заряду.

При зворотному включенні підсилює к. Прикордонний шар збіднюється основними носіями заряду. Тече дуже малий струм, обумовлений рухом неосновних носіїв заряду через p-n-перехід, яких дуже мало.

Власна провідність напівпровідників мала, але при наявності домішок поряд з власною провідністю виникає домішкових провідність. Саме ця особливість напівпровідників відкриває широкі можливості для їх застосування в радіоелектронній промисловості.

§ 3.21. Приклади розв'язання задач, стор. 329

Якими носіями електричного заряду може створюватися струм в металевих провідниках?

Як змінюється опір напівпровідників з ростом температури?

Схожі статті