Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках»
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #1 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #1](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fb8/c6f9a17293570fb44395618f91e2c0bf.jpeg)
Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках
Подготовила
ученица 11-У класса
Романенкова Дарья
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #2 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #2](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fb9/7489b8f92efc9e77d98dd9ab40ba0a33.jpeg)
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 …
Занимают по проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками
Si, Ge, Se, In, As
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #3 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #3](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fba/391c3c3fab031090ef8201774b117036.jpeg)
Алмаз
Полупроводники в природе
Кремний
Арсенид индия
Арсенид галия
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #4 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #4](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fbb/8c625d419cc9d0386eca18d97e8068bd.jpeg)
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. tВблизи абсолютного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #5 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #5](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fbc/1a8042eeb0b1d3313608b46504025ac4.jpeg)
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
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #6 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #6](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fbd/7e026cc8aa59f8f96df4c209a19e3317.jpeg)
ПОЛУПРОВОДНИКИ
Проводимость
Собственная
Примесная
Электронная
Дырочная
Донорная
Акцепторная
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #7 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #7](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fbe/8f88c05c3ee79872cec188505800e657.jpeg)
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
-
-
-
-
-
-
-
-
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #8 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #8](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fbf/597854f10b49c02b6e7bb2570a8e3cff.jpeg)
«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
-
-
-
-
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #9 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #9](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc0/75a2daa3344a0c0901b5d350f56331cf.jpeg)
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
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #10 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #10](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc1/d78f9ce0e645b6da784c37d4baeab9e0.jpeg)
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #11 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #11](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc2/623c01f2db4fd9421c246f8a09475a43.jpeg)
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #12 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #12](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc3/49a8d4868ef08da92b188c9afd012b7c.jpeg)
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #13 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #13](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc4/b0f0627aa846c4559911984bd3aecd21.jpeg)
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #14 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #14](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc5/e33c83aa4a1b654f8c30d751537a498a.jpeg)
Собственная проводимость полупроводников
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #15 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #15](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc6/657a16fdc9d4e7a641d76224d1046c12.jpeg)
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.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #16 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #16](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc7/aee6b53c4274c1cc4edfe66bd8003835.jpeg)
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
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #17 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #17](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc8/531407c3648196a46ec83b1e370e6a5e.jpeg)
Диод выпрямительный, столб выпрямительный
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #18 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #18](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fc9/eb16675065c3173c8076a6ff9f43875c.jpeg)
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 Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор.
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #19 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #19](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fca/81a5f4d3e282bc1d10f4d5616247873b.jpeg)
Транзистор типа p-n-p
Транзистор типа n-p-n
Схематическое обозначение
![Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #20 Презентація на тему «Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках» - Слайд #20](http://cdn.gdz4you.com/files/slides/fcb/30f3074081f4f4e73ce59c01c0546688.jpeg)
Спасибо за внимание