Презентація на тему «Електричний струм у напівпровідниках» (варіант 3)

content: Електричний струм у напівпровідниках

content: Електричний струму напівпровідниках

content: ЗАПИТАННЯ:Класифікація речовин по провідностіВласна провідність напівпровідниківДомішкова провідність напівпровідниківp-n перехід і його властивостіНапівпровідниковий діод і його застосуванняЗапитання для контролю

content: Класифікація речовин по провідностіЗапитання 1

content: Різні речовини мають різні електричні властивості, але по електричній провідності їх можна поділити на 3 основні групи:Електричні властивостіречовинПровідникиНапівпровідникиДіелектрикиДобре проводять електричний струмДо них відносяться метали, електроліти, плазма …Найбільше використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe …Практично не проводять електричний струмДо них відносяться пластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір …Займають по провідності проміжне положення між провідниками і діелектрикамиSi, Ge, Se, In, As

content: Згадаємо, що провідність речовин зумовлена наявністю в них вільних заряджених частинокНаприклад, в металах це вільні електрони----------Згадайте і поясніть характер провідності металів і її залежність від температури

content: Власна провідність напівпровідниківЗапитання 2

content: Розглянемо провідність напівпровідників на основі кремнію SiSiSiSiSiSi--------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 атомамиПри звичайних умовах (невисоких температурах) в напівпровідниках вільні заряджені частинки відсутні, тому напівпровідник не проводить електричний струм

content: Розглянемо зміни в напівпровіднику при збільшенні температуриSiSiSiSiSi------+вільний електрондірка++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 діркамиПід дією електричного поля електрони і дірки починають упорядкований (зустрічний) рух, утворюючи електричний струм--

content: Таким чином, електричний струм в напівпровідниках являє собою упорядкований рух вільних електронів і позитивних віртуальних частинок - дірокПри збільшенні температури росте число вільних носіїв заряду, провідність напівпровідників росте, опір зменшуєтьсяR (Ом)t (0C)R0металнапівпровідникПоясніть графіки залежності опору металів і напівпровідників від температури

content: Домішкова провідність напівпровідниківЗапитання 3

content: Власна провідність напівпровідників явно недостатня для технічного застосування напівпровідниківТому для збільшення провідності в чисті напівпровідники вносять домішки (легують), які бувають донорні і акцепторніДонорні домішкиSiSiAsSiSi-------При легуванні 4 – валентного кремнію Si 5 – валентним миш'яком As, один із 5 електронів миш'яку стає вільнимТаким чином змінюючи концентрацію миш'яку, можна в широких межах змінювати провідність кремніюТакий напівпровідник називається напівпровідником n-типу, основними носіями заряду являються електрони, а домішка миш'яку, що дає вільні електрони, називається донорною--

content: Акцепторні домішкиЯкщо кремній легувати трьохвалентним індієм, то для утворення зв'язків з кремнієм у індію не вистачає одного електрона, тобто утворюється діркаSiSiInSiSi-----+Змінюючи концентрацію індію, можна в широких межах змінювати провідність кремнію, створюючи напівпровідник із заданими електричними властивостямиТакий напівпровідник називається напівпровідником p-типу, основними носіями заряду являються дірки, а домішка індію, що дає дірки, називається акцепторною--

content: І так, існує 2 типи напівпровідників, що мають велике практичне застосування:р-типуn-типуОсновні носії заряду - діркиОсновні 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 температурПоясніть, як змінюється кількість неосновних носіїв заряду в домішковому напівпровіднику при збільшенні температури

content: p-n перехід і його електричні властивостіЗапитання 4

content: Розглянемо електричний контакт двох 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 струмрn

content: +_2. Зворотне включення++++----Основні носії заряду не проходять через p-n перехідОпір переходу великий, струм практично відсутнійТаке включення називається зворотнім, в зворотному напрямку p-n перехід практично не проводить електричного струмурnЗапірний шар

content: І так, основна властивість p-n переходу полягає в його односторонній провідностіВольт-амперна характеристика p-n переходу (ВАХ)I (A)U (В)Поясніть на основі будови напівпровідників і властивостей p-n переходу графік залежності сили струму від напруги (ВАХ) переходу

content: Напівпровідниковий діод і його застосуванняЗапитання 5

content: Напівпровідниковий діод – це p-n перехід, поміщений в корпусПозначення напівпровідникового діода на схемахВольт-амперна характеристика напівпровідникового діода (ВАХ)I (A)U (В)Основна властивість діода – його одностороння електрична провідність

content: Застосування напівпровідникових діодівВипрямляння змінного струмуДетектування електричних сигналівСтабілізація струму і напругиПередавання і приймання сигналівІнші застосування

content: До діодаПісля діодаПісля конденсатораНа навантаженніСхема однопівперіодного випрямлячаЯкі недоліки випрямляча на одному діоді

content: Схема двохпівперіодного випрямляча (мостова)вхідвихідВ чому переваги двохпівперіодного випрямляча+-~

content: Запитання для контролюЗапитання 6

content: Поясніть характер провідності напівпровідників р-типуПоясніть характер провідності напівпровідників n-типуНа основі будови напівпровідника поясніть залежність його опору від температуриДля чого легують чисті напівпровідникиЯк, маючи джерело струму і лампочку, провірити справність напівпровідникового діодаПоясніть принцип випрямлення змінного струму з допомогою напівпровідникового діодаРозкажіть про основні застосування напівпровідникових діодівЗапитання для повторення