Электрический ток в полупроводниках.
Полупроводники - это вещества, которые имеют промежуточную(между проводниками и диэлектриками) проводимость, т. е. спров.< сполупров.<сдиэл.
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.
