Конспект на тему Проводники и полупроводники

Электрический ток в полупроводниках.

Полупроводники - это вещества, которые имеют промежуточную(между проводниками и диэлектриками) проводимость, т.е. ρ_пров.< ρ_{полупров.<}ρ_диэл.

К полупроводникам относятся Si , Ge, Sn, As, Sb и др.

Строение полупроводников ( Ge , Si ):

связь атомов ковалентная (парноэлектронная) ?

Ковалентная связь прочная при низких температурах, но при нагревании и освещении валентные электроны разрывают связь со своими атомами и становятся свободными, проводимость полупроводников увеличивается Собственная проводимость (чистых полупроводников)

электроны - дырки +

ставшие свободными, свободное место в

покинув свои связи в нарушенной при повышении ковалентной

температуры связи

В чистом полупроводнике число свободных электронов = числу дырок, поэтому проводимость электронная = проводимости дырочной.

Собственная проводимость полупроводников электронно -дырочная.

Примесная проводимость

Проводимость полупроводников изменяют при внесении примесей: если к Ge + As проводимость электронная; если к Ge + In проводимость дырочная.

Полупроводник с электронной проводимостью n- типа (примесь донорная). Полупроводник с дырочной проводимостью p -типа (примесь акцепторная) Полупроводник Полупроводник

n- типа p -типа

основные носители основные носители

заряда электроны заряда дырки

неосновные неосновные

дырки электроны

Свойства p - n перехода

+ прямой - - обратный +

p p n p n

I, мА

40 прямой ток

20

40 20 1 2 U,В

обратный ток + p n-

- ► + + ► -

Применение: полупроводниковый диод + ► -

обладает односторонней проводимостью, применяется для преобразования переменного тока в постоянный.

Полупроводниковый транзистор

двойной p - n переход К

p p Б

эмиттер база коллектор Э

применяется для усиления напряжения на выходе.

Фотоэлемент (солнечная батарея) источник тока, в котором световая энергия преобразуется в энергию электрическую.

Фоторезистор устройство , в котором сопротивление изменяется в зависимости от освещённости. При увеличении светового потока, падающего на фоторезистор, его сопротивление уменьшается. Применяется в автоматике.

Термистор ( терморезистор ) устройство, в основе которого лежит зависимость сопротивления полупроводника от температуры. При нагревании некоторых полупроводников их сопротивление уменьшается.

Применение: измерение высоких и низких температур, поддержание постоянной температуры в автоматических устройствах, в закрытых камерах - термостатах.

Полупроводники - основа интегральных схем, а, значит, микроэлектроники.