Електропровідність напівпровідників

Related posts:

1. Два види провідності напівпровідників При температурі абсолютного нуля (-273 ° С), в чистому напівпровіднику (власному напівпровіднику, або напівпровіднику i-типу) всі електрони перебувають у складі атомів, і напівпровідник є діелектриком. При підвищенні температури частина електронів валентної зони потрапляє в зону провідності, і виникає електронна провідність. Але коли атом втрачає електрон, він стає зарядженим позитивно. Переміщатися під дією електричного поля атом, […]...
2. Електрична провідність напівпровідників У напівпровідниках власна провідність є електронно – доречний. Даний вид провідності дуже слабкий. Число вільних електронів утворилися при кімнатній температурі, наприклад, в Німеччині становить всього одну десятимільярдний від загального числа атомів. Тому на практиці частіше використовують напівпровідники, в яких додані різні домішки. Основним плюсом цього способу є те, що за наявності домішок до власної провідності […]...
3. Електрофізичні властивості напівпровідників Всі речовини утворені атомами, що складаються з позитивно заряджених ядер і обертаються навколо них негативно заряджених електронів. Ядро включає електрично нейтральні частинки – нейтрони і позитивно заряджені протони. Кількість протонів визначає заряд ядра. Негативний заряд електрона по вели-чині дорівнює позитивному заряду протона. У нормальному Стані число електронів, створюючих електронну оболонку атома, дорівнює числу протонів в […]...
4. Електричний струм і електропровідність речовини Електричний струм. У речовині, вміщеному в електричне поле, під дією сил поля виникає процес руху елементарних носіїв електрики – електронів або іонів. Рух цих електрично заряджених часток матерії називають електричним струмом. За одиницю сили струму прийнятий ампер (А). Це такий струм, при якому через поперечний переріз провідника щосекунди проходить кількість електрики, рівне 1 Кл. Силу […]...
5. Домішкова провідність напівпровідників Власна провідність напівпровідників зазвичай невелика, так як число вільних електронів, наприклад, в германии при кімнатній температурі близько 3 – 1013 см-3. У той же час число атомів германію в 1 см3 ~ 1023. Провідність напівпровідників збільшується з введенням домішок, коли поряд з власною провідністю виникає додаткова домішкова провідність. Примесной провідністю напівпровідників називається провідність, обумовлена наявністю […]...
6. Власна провідність напівпровідників До напівпровідників відносять широкий клас речовин, які відрізняються від металів тим, що: А) концентрація рухомих носіїв заряду в них істотно нижче, ніж концентрація атомів; Б) ця концентрація (а з нею і електропровідність) може змінюватися під впливом температури, освітлення, невеликої кількості домішок; В) електричне опір зменшується з зростанням температури. Напівпровідники Власна провідність напівпровідників Відмінність напівпровідників від […]...
7. Сучасні уявлення про електричні властивості речовин З розвитком подальших уявлень властивості речовин проводити електричний струм стали характеризувати кількісно – значенням питомої електричної провідності, вимірюваної в Сіменс на метр (См / м). При кімнатній температурі провідність провідників лежить в діапазоні від 106 до 108 См / м, а у діелектриків (ізоляторів) менше 10-8 См / м. Речовини, по провідності займають проміжне положення, […]...
8. Іонна провідність У металах, як ви пам’ятаєте, є лише один тип вільних зарядів – це вільні електрони. В електролітах ситуація інша: тут виникають вільні заряди двох типів. 1. Позитивні іони, що утворилися з атомів металів або водню. 2. Негативні іони – атомні або молекулярні кислотні залишки (наприклад, Cl-або SO2-), а також гідроксильна група OH-. Друга відмінність від […]...
9. Провідники Будови речовини і його різноманітні фізичні властивості ми будемо вивчати в подальшому. Тим не менше, вже зараз нам необхідні деякі початкові відомості з цієї області фізики. Всі різні речовини складаються з молекул і атомів, які в свою чергу, складаються з заряджених часток – позитивно заряджених ядер і рухаються навколо них негативно заряджених електронів. Тому всі […]...
10. Електричний струм у напівпровідниках Напівпровідники – це матеріали, які при звичайних умовах є діелектриками, але зі збільшенням температури стають провідниками. Тобто в напівпровідниках при збільшенні температури, опір зменшується. Будова напівпровідника на прикладі кристала кремнію Розглянемо будову напівпровідників і основні типи провідності в них. В якості прикладу розглянемо кристал кремнію. Кремній є чотирьохвалентним елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є […]...
11. Власна провідність Якщо включити в електричний ланцюг напівпровідниковий елемент і почати його нагрівати, то сила струму в ланцюзі зростає. Отже, опір напівпровідника зменшується із зростанням температури. Чому це відбувається? При підвищенні температури теплові коливання атомів кремнію стають інтенсивнішими, і енергія валентних електронів зростає. У деяких електронів енергія досягає значень, достатніх для розриву ковалентних зв’язків. Такі електрони залишають […]...
12. Електричний струм через контакт напівпровідників р і п типів Розглянемо явище проходження електричного струму через контакт напівпровідників p – і n – типів. На наступному малюнку зображений такий контакт. Ліва частина представленого напівпровідника містить акцепторні домішки. Права частина представленого напівпровідника містить донорні домішки. Відповідно ліва частина є напівпровідником p – типу, а права напівпровідником n – типу. Між напівпровідниками утворюється особлива зона – зона […]...
13. Іонізація газів Перш за все нас цікавить іонізація газів під дією електричного поля, але при цьому не варто забувати про те, що в газах можлива термічна іонізація під дією високої температури (теплового випромінювання). Трохи про процес іонізації сказано вище. Кожен газ має своє граничне значення напруженості електричного поля, при якому відбувається іонізація. Справа в тому, що для […]...
14. Чим напівпровідники відрізняються від металів Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів. Що таке напівпровідники і метали Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки. Метали – це тверді […]...
15. Електричний струм через контакт напівпровідників з різним типом провідності Найбільш цікаві явища відбуваються при контакті напівпровідників n – і p-типів. Ці явища використовуються в більшості напівпровідникових приладів. Р-n-Перехід. Розглянемо, що буде відбуватися, якщо привести в контакт два однакових напівпровідника, але з різним типом провідності: зліва напівпровідник n-типу, а праворуч напівпровідник р-типу (рис. 16.10). Запам’ятай Контакт двох напівпровідників з різним типом провідності називають р-n – […]...
16. Характеристика p-n-перехода Місце контакту двох напівпровідників з різними типами провідності (електронної та доречний) називається електронно-дірковим переходом, або p-п-переходом. В області pn-переходу виникає цікаве і дуже важливе явище – одностороння провідність. Здійснюючи тепловий рух, носії заряду проникають через кордон розділу областей. Вільні електрони переходять з n-області в p-область і рекомбінують там з дірками; дірки ж дифундують з p-області […]...
17. Фізика електричного струму у металах У цьому розділі ми приступаємо до докладного вивчення того, як здійснюється проходження електричного струму в різних провідних середовищах – твердих тілах, рідинах і газах. Нагадаємо, що необхідною умовою виникнення струму є наявність в середовищі досить великої кількості вільних зарядів, які можуть почати впорядкований рух під дією електричного поля. Такі середовища якраз і називаються провідниками електричного […]...
18. Власна і домішкова провідності Напівпровідники – речовини, питомий опір яких має проміжне значення між питомим опором металів (10-6-10-8 Ом – м) і питомим опором діелектриків (108-1013 Ом – м). Відмінність провідників від напівпровідників особливо проявляється при аналізі залежності їх електропровідності від температури Відмінність провідників від напівпровідників особливо проявляється при аналізі залежності їх електропровідності від температури. Дослідження показують, що у […]...
19. Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...
20. Провідність струму матеріалами Для того, щоб говорити про електропровідності, потрібно згадати про природу електричного струму як такого. Так, при приміщенні будь-якого речовини всередину електричного поля відбувається пересування зарядів. Даний рух провокує дію якраз електричного поля. Саме потік електронів і є електрострум. Сила струму, як відомо нам зі шкільних уроків з фізики, вимірюється в Амперах і позначається латинською буквою […]...
21. Що таке напівпровідник? Напівпровідник – це кристалічний матеріал, який проводить електрику не настільки добре, як метали, але й не настільки погано, як більшість ізоляторів. У загальному випадку електрони напівпровідників міцно прив’язані до своїх ядрам. Однак, якщо в напівпровідник, наприклад, в кремній, ввести декілька атомів сурми, що має “надлишок” електронів, то в цьому випадку вільні електрони сурми допоможуть кремнію […]...
22. Домішкових провідність Найважливішою особливістю напівпровідників є те, що їх питомий опір може бути зменшено на кілька порядків в результаті введення навіть вельми незначної кількості домішок. Крім власної провідності у напівпровідника виникає домінуюча домішкових провідність. Саме завдяки цьому факту напівпровідникові прилади знайшли настільки широке застосування в науці і техніці. Припустимо, наприклад, що в розплав кремнію додано трохи пятивалентного […]...
23. Електричний струм в електролітах Електролітом ми називаємо розчин (або розплав) речовини, через який може йти електричний струм; при цьому вихідна речовина провідником струму не є. Наприклад, кристали кухонної солі NaCl не проводять струм. Дистильована вода – теж діелектрик. Однак при розчиненні солі у воді виходить середу, через яку струм відмінно проходить! Отже, солона вода буде електролітом23. Електролітами виявляються розчини […]...
24. Електричні властивості металів Електричні властивості металів характеризуються електропровідністю і зворотним їй властивістю – електричним опором. Хороша електропровідність і, отже, низький електричний опір у срібла, міді, алюмінію. Саме тому мідь і алюміній в основному використовуються як матеріал для проводів. Найменша величина електричного опору з технічних металів у медм (1,67 10-4 Ом – м). У алюмінію воно в 1,6 разів […]...
25. Енергетичні рівні і зони в атомах Згідно постулату де Бройля електрон може рухатися тільки по орбіті, уздовж якої укладається ціле число його хвиль. В ізольованому атомі з одним електроном швидкість руху електрона по дозволеної орбіті встановлюється такий, при якій відцентрова сила врівноважує силу тяжіння негативно зарядженого електрона до позитивно зарядженого ядра. Кожній дозволеної орбіті відповідає своя швидкість і, отже, своя кінетична […]...
26. Р-н-перехід і його властивості Тонкий шар напівпровідника між двома областями, одна з яких представляє напівпровідник р-типу, а інша я-типу, називають р – / г-переходом. Концентрації основних носіїв заряду в р – і я-областях можуть бути рівні або істотно різнитися. У першому випадку р-я-перехід називають симетричним, у другому – несиметричним. Найчастіше використовують несиметричні переходи. Нехай концентрація акцепторної домішки в р-області […]...
27. Електричний струм в металах Метали у твердому стані мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку, утворюючи просторову (кристалічну) грати. Як вам вже відомо, в будь-якому металі частина валентних електронів залишає свої місця в атомі, в результаті чого атом перетворюється в позитивний іон. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ни-ми рухаються […]...
28. Фізика провідника в електричному полі Якщо полюса батарейки замкнути металевим дротом, по ній піде електричний струм. Замінимо дріт скляною паличкою – ніякого струму не виникне. Метал є провідником, а скло – діелектриком. Провідники відрізняються від діелектриків наявністю вільних зарядів – заряджених частинок, положення яких не пов’язане з якоюсь крапкою всередині речовини. Вільні заряди приходять в рух під дією електричного поля […]...
29. Вільні електрони Метали в твердому стані мають кристалічну структуру: розташування атомів в просторі характеризується періодичною повторюваністю і утворює геометрично правильний малюнок, званий кристалічною решіткою. Атоми металів мають невелике число валентних електронів, розташованих на зовнішній електронній оболонці. Ці валентні електрони слабо пов’язані з ядром, і атом легко може їх втратити. Коли атоми металу займають місця в кристалічній решітці, […]...
30. Заборонена зона Нагадаємо, що кремній є 14-м елементом в таблиці Менделєєва. Це означає, що атом кремнію містить 14 протонів і 14 електронів. Електрони в атомі кремнію розміщуються в трьох оболонках. Внутрішня оболонка містить 2 електрони, середня – 8. Відомо, що ці електрони в утворенні кристала не беруть участь. У зовнішній оболонці міститься 4 електрона, які пов’язують атоми […]...
31. Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
32. Напрямок електричного струму Напрямок руху заряджених частинок, що утворюють струм, залежить від знаку їх заряду. Позитивно заряджені частинки будуть рухатися від “плюса” до “мінуса”, а негативно заряджені – навпаки, від “мінуса” до “плюса”. В електролітах і газах, наприклад, присутні як позитивні, так і негативні вільні заряди, і струм створюється їх зустрічним рухом в обох напрямках. Яке ж з […]...
33. Кристалічна структура кремнію Тепер ми готові докладніше вивчити внутрішній устрій напівпровідників. В якості прикладу розглянемо найпоширеніший в природі напівпровідник – кремній. Аналогічну будову має і другий за важливістю напівпровідник – германій. Зверніть увагу, що кожен атом кремнію скріплений з чотирма сусідніми атомами. Чому так виходить? Справа в тому, що кремній четирехвалентен – на зовнішній електронній оболонці атома кремнію […]...
34. Характеристика постійного електричного струму Електричний струм забезпечує комфортом життя сучасної людини. Технологічні досягнення цивілізації – енергетика, транспорт, радіо, телебачення, комп’ютери, мобільний зв’язок – засновані на використанні електричного струму. Електричний струм – це спрямований рух заряджених частинок, при якому відбувається перенесення заряду з одних областей простору в інші. Електричний струм може виникати в самих різних середовищах: твердих тілах, рідинах, газах. […]...
35. Електричний струм у газах Проведемо наступний дослід. Приєднаємо електрометр до дисків плоского конденсатора. Після цього зарядимо конденсатор. При звичайній температурі і сухому повітрі конденсатор буде розряджатися дуже повільно. З цього можна зробити висновок, що струм в повітрі між дисками дуже малий. Отже, у звичайних умовах газ є діелектриком. Якщо тепер нагріти повітря між пластин конденсатора, то стрілка електрометра швидко […]...
36. Електромагнітне поле Ми знаємо з досвіду, що магніти притягують залізо та інші магніти. Навколо них існує магнітне поле. При попаданні в це поле замкнутого проводить контуру, в ньому можливе виникнення електричного струму, тобто, виникнення електричного поля. Це явище відоме і називається електромагнітної індукцією. Однак виникає ряд питань. Чи відрізняється виникло електричне поле від поля нерухомих зарядів? Яку […]...
37. Електричний струм в елетролітах Іоні кристали є ізоляторами. У самому справі, хоча ці кристали і складаються з позитивно та негативно заряджених іонів, однак їх електричні заряди не є вільними, бо вони пов’язані в кристалічній решітці. Це підтверджують багато досліди. Скло, фарфор, фаянс, мармур – всі ці матеріали мають іонну структуру, і всі вони є хорошими ізоляторами (в холодному стані). […]...
38. Електричні провідники Як ми пам’ятаємо фізичні тіла складаються атомів і молекул (більш складна структура з атомів), які представляють собою ядра і електрони, що обертаються навколо ядер по своїх орбітах. Атоми в твердому речовині розташовуються відносно один одного в строго певному порядку. Цей порядок обумовлений приналежністю до певного речовини. Електронів в різних речовинах ведуть себе неоднаково. У деяких […]...
39. Фізичні властивості неметалів – коротко Якщо більшість елементів-металів не пофарбовані, виняток становлять тільки мідь і золото, то практично всі неметали мають свій колір: Фтор – оранжево-жовтий; Хлор – зеленувато-жовтий; Бром – цегляно-червоний; Йод – фіолетовий; Сірка – жовта; Фосфор може бути білим, червоним і чорним; Рідкий кисень – блакитний. Всі неметали не проводять тепло і електричний струм, оскільки у них […]...
40. Фізичні властивості неметалів Якщо більшість елементів-металів не пофарбовані, виняток становлять тільки мідь і золото, то практично всі неметали мають свій колір: фтор – оранжево-жовтий, хлор – зеленувато-жовтий, бром – цегляно-червоний, йод – фіолетовий, сірка – жовта, фосфор може бути білим, червоним і чорним, а рідкий кисень – блакитний. Всі неметали не проводять тепло і електричний струм, оскільки у […]...