Презентация на тему "Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках

  Подготовила ученица 11-У класса Романенкова Дарья

• 
  Слайд 2

  Физические свойства полупроводников

  Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры. Электрические свойства веществ Проводники Полупроводники Диэлектрики Хорошо проводят электрический ток К ним относятся металлы, электролиты, плазма … Наиболее используемые проводники – Au, Ag, Cu, Al, Fe … Практически не проводят электрический ток К ним относятся пластмассы, резина, стекло, фарфор, сухое дерево, бумага … Занимаютпо проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками Si, Ge, Se, In, As

• 
  Слайд 3

  Полупроводники в природе

  Алмаз Кремний Арсенид индия Арсенид галия

• 
  Слайд 4

  Физические свойства полупроводников

  R (Ом) t (0C) R0 металл полупроводник Проводимость полупроводников зависит от температуры. В отличие от проводников, сопротивление которых возрастает с ростом температуры, сопротивление полупроводников при нагревании уменьшается. Вблизиабсолютного нуля полупроводники имеют свойствадиэлектриков.

• 
  Слайд 5

  Электрический ток в полупроводниках

  Полупроводниками называют вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры К полупроводникам относятся кремний, германий, селен и др. Связь между атомами – парноэлектронная, или ковалентная При низких температурах связи не разрываются

• 
  Слайд 6

  ПОЛУПРОВОДНИКИ

  Проводимость Собственная Примесная Электронная Дырочная Донорная Акцепторная

• 
  Слайд 7

  Собственная проводимость полупроводников

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

• 
  Слайд 8

  «Дырка»

  При нагревании кинетическая энергия электронов увеличивается и самые быстрые из них покидают свою орбиту. Во время разрыва связи между электроном и ядром появляется свободное место в электронной оболочке атома. В этом месте образуется условный положительный заряд, называемый «дыркой». Si Si Si Si Si - - - + дырка + + свободный электрон - - - -

• 
  Слайд 9

  Примесная проводимость полупроводников

  Дозированное введение в чистый проводник примесей позволяет целенаправленно изменять его проводимость. Поэтому для увеличение проводимости в чистые полупроводники внедряют примеси, которые бывают донорные и акцепторные Примеси Акцепторные Донорные Полупроводники p-типа Полупроводники n-типа

• 
  Слайд 10

  Дырочные полупроводники (р-типа)

  In + Si Si Si Si - - - - - - - Термин «p-тип» происходит от слова «positive», обозначающего положительный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому он захватывает валентный электрон из ковалентной связи между соседними атомами кремния и становится отрицательно заряженным ионом, вследствие чего образуется дырка. Примеси, которые добавляют в этом случае, называются акцепторными.

• 
  Слайд 11

  Электронные полупроводники (n-типа)

  As Si Si Si Si - - - - - - - - - Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях, и он переходит на дальнюю электронную оболочку. Там для отрыва электрона от атома нужно меньшее количество энергии. Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.

• 
  Слайд 12

  Проводимость полупроводников

  Донорные примеси - это примеси, отдающие лишний валентный электрон Полупроводники с донорными примесями обладают электронной проводимостью и называются полупроводниками n–типа. Акцепторные примеси – это примеси, у которых не достает электронов для образования полной ковалентной связи с соседними атомами. Полупроводники с акцепторными примесями обладают дырочной проводимостью и называются полупроводниками p-типа.

• 
  Слайд 13

  Собственная проводимость полупроводников

  Валентный электрон соседнего атома, притягиваясь к дырке, может перескочить в нее (рекомбинировать). При этом на его прежнем месте образуется новая «дырка», которая затем может аналогично перемещаться по кристаллу.

• 
  Слайд 14
  

  Если напряженность электрического поля в образце равна нулю, то движение освободившихся электронов и «дырок» происходит беспорядочно и поэтому не создаёт электрического тока. Под воздействием электрического поля электроны и дырки начинают упорядоченное (встречное) движение, образуя электрический ток. Проводимость при этих условиях называют собственной проводимостью полупроводников.При этом движение электронов создаёт электронную проводимость, а движение дырок – дырочную проводимость.

• 
  Слайд 15

  Диод

  Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода. Впервые диод изобрел Джон Флемминг в 1904 году.

• 
  Слайд 16

  Типы и применение диодов

  Диоды применяются в: преобразовании переменного тока в постоянный детектировании электрических сигналов защите разных устройств от неправильной полярности включения коммутации высокочастотных сигналов стабилизации тока и напряжения передачи и приеме сигналов

• 
  Слайд 17

  Диод выпрямительный, столб выпрямительный

• 
  Слайд 18

  Транзистор

  Электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и УолтерБраттейн в лабораториях BellLabs впервые создали действующий биполярный транзистор.

• 
  Слайд 19

  Транзистор типа p-n-p

  Транзистор типа n-p-n Схематическое обозначение

• 
  Слайд 20

  Спасибо за внимание 