Презентация на тему: "Электрический ток в полупроводниках

• 1 слайд

  Электрический ток в полупроводниках.
  
  Цель:Познакомить учащихся с принципом возникновения свободных зарядов в полупроводниках и применении их в технике.
  

• 2 слайд

  Что такое полупроводники?
  Полупроводники – это вещества, которые при низких температурах являются изоляторами (диэлектриками),
  а при увеличении температуры начинают проводить электрический ток.
  К таким веществам относится ряд химических элементов, называемых неметаллами.
  Это кремний(Si), германий(Ge), селен (Se), и некоторые соединения-
  PlS, CdS b и др.
  
  ρ
  Т
  Зависимость удельного
  сопротивления полупроводника
  От температуры
  

• 3 слайд

  Строение полупроводников.
  Полупроводники – это вещества, находящиеся в кристаллическом состоянии.
  Атомы этих кристаллов объединяются в результате ковалентной связи.
  Рассмотрим строение кристаллической структуры кремния.
  Кремний (Si) четырех-валентный элемент, это значит, что на внешней электронной оболочке у него 4 электрона.
  Каждый атом создает электронные пары с четырьмя соседними атомами.
  Так образуется кристаллическая структура полупроводников.
  Свободный электронов в данном кристалле нет.
  
  Si
  -Положительный ион кремния
  - Электрон в ковалентной связи
  Si
  

• 4 слайд

  Электронная проводимость полупроводников
  Парно электронные связи кремния при низких температурах не разрываются.
  Поэтому при низкой температуре кремний не проводит электрический ток.
  При нагревании кремния увеличивается кинетическая энергия частиц, скорость их колебания.
  При этом наступает разрыв отдельных электронных связей.
  Некоторые электроны покидают ковалентную связь и становятся свободными, как в металле.
  Перемещаясь в электрическом поле между узлами решетки, они образуют электрический ток.
  Проводимость полупроводников, обусловленная наличием свободных электронов, называют электронной проводимостью.
  При нагревании от 300 до 700К число свободных электронов увеличивается на 107частиц на 1м3
  Это приводит к уменьшению сопротивления полупроводника.
  Si
  Si
  Si
  Si
  Si
  

• 5 слайд

  Дырочная проводимость электронов.
  Кроме того, на месте недостающего электрона образуется вакантное место с избыточным положительным зарядом, названное дыркой.
  Положение дырок в кристалле не остается неизменным.
  На это место притягиваются электроны из других электронных связей, а на их месте снова образуется дырка.
  Таким образом дырка может перемещаться по кристаллу.
  В электрическом поле возникает упорядоченное перемещение дырок.
  Направление движения дырок противоположно направлению движения электронов.
  Итак, в полупроводниках имеются носители заряда двух типов – электроны и дырки.
  Проводимость чистых полупроводников называют собственной проводимостью полупроводников
  Si
  Si
  Si
  Si
  Si
  Дырка вакантное место
  с избыточным положительным
  зарядом.
  - электрон
  

• 6 слайд

  Донорная примесь
  Собственная проводимость полупроводников очень мала.
  При наличии примесей проводимость полупроводников резко увеличивается.
  Если в кристалл 4-х валентного кремния добавить атомы 5-и валентного мышьяка (As), то один из валентных электронов этих атомов становится свободным.
  Концентрацию свободных электронов можно регулировать, изменяя концентрацию мышьяка в кремнии.
  Примеси легко отдающие электроны называются донорными примесями.
  Полупроводники с донорной примесью называют полупроводниками n-типа.
  В полупроводнике n-типа основными носителями заряда являются электроны,
  Неосновными- дырки.
  
  As
  Si
  Si
  Si
  Si
  

• 7 слайд

  Акцепторная примесь
  Если к кремнию в качестве примеси добавить трехвалентный элемент, например индий (In), то характер проводимости полупроводника меняется.
  У индия для связи с атомами кремния недостает одного электрона.
  В результате образуется одна дырка.
  Число образованных дырок равно числу атомов индия в кристалле кремния.
  Примеси, принимающие электроны называют акцепторными.
  При наличии электрического поля дырки перемещаются по полю и возникает дырочная проводимость.
  Полупроводники с акцепторной примесью называют полупроводниками р-типа.
  Основными носителями заряда являются дырки.
  Неосновными – электроны.
  In
  Si
  Si
  Si
  Si
  

• 8 слайд

  Итак, полупроводники, имеющие донорную или акцепторную примесь, обладают хорошей проводимостью, в результате образования огромного числа свободных электронов или дырок.
  

• 9 слайд

  Образование свободных электронов и дырок
  

• 10 слайд