slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
@ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

@ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год - PowerPoint PPT Presentation


  • 191 Views
  • Uploaded on

Презентация для проведения урока по физике в 10 классе на тему «Электрический ток в полупроводниках» В презентации рассматриваются полупроводники, собственная и примесная проводимость полупроводников, свойства p – n перехода, полупроводникового диода и его применение.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' @ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год' - althea-walsh


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Презентация для проведения урока по физике в 10 классе на тему «Электрический ток в полупроводниках»

В презентации рассматриваются полупроводники, собственная и примесная проводимость полупроводников, свойства p – n перехода, полупроводникового диода и его применение

slide2

Электрический ток в различных средах

Электрический ток

в полупроводниках

@ Краснополянская школа № 1 Домнин Константин Михайлович 2006 год

slide3

ВОПРОСЫ:

  • Классификация веществ по проводимости
  • Собственная проводимость полупроводников
  • Примесная проводимость полупроводников
  • p – n переход и его свойства
  • Полупроводниковый диод и его применение
  • Вопросы для контроля
slide4

Вопрос 1

Классификация веществ по проводимости

slide5

Классификация веществ по проводимости

Разные вещества имеют различные электрические свойства, однако по электрической проводимости их можно разделить на 3 основные группы:

Электрические

свойства веществ

Проводники

Полупроводники

Диэлектрики

Хорошо проводят электрический ток

К ним относятся металлы, электролиты, плазма …

Наиболее используемые проводники – Au, Ag, Cu, Al, Fe …

Занимаютпо проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками

Si, Ge, Se, In, As

Практически не проводят электрический ток

К ним относятся пластмассы, резина, стекло, фарфор, сухое дерево, бумага …

slide6

Классификация веществ по проводимости

Вспомним, что проводимость веществ обусловлена наличием в них свободных заряженных частиц

Например, в металлах это свободные электроны

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Вспомните и объясните характер проводимости металлов и его зависимость от температуры

slide7

Вопрос 2

Собственная проводимость полупроводников

slide8

Собственная проводимость полупроводников

Рассмотрим проводимость полупроводников на основе кремния Si

Кремний – 4 валентный химический элемент. Каждый атом имеет во внешнем электронном слое по 4 электрона, которые используются для образования парноэлектронных (ковалентных) связей с 4 соседними атомами

-

Si

Si

-

Si

-

-

-

-

Si

Si

-

-

При обычных условиях (невысоких температурах) в полупроводниках отсутствуют свободные заряженные частицы, поэтому полупроводник не проводит электрический ток

slide9

Собственная проводимость полупроводников

Рассмотрим изменения в полупроводнике при увеличении температуры

-

Si

Si

свободный электрон

-

Под воздействием электрического поля электроны и дырки начинают упорядоченное (встречное) движение, образуя электрический ток

+

Si

+

дырка

-

-

-

-

Si

Si

+

-

-

При увеличении температуры энергия электронов увеличивается и некоторые из них покидают связи, становясь свободными электронами. На их месте остаются некомпенсированные электрические заряды (виртуальные заряженные частицы), называемыедырками

slide10

Собственная проводимость полупроводников

Таким образом, электрический ток в полупроводниках представляет собой упорядоченное движение свободных электронов и положительных виртуальных частиц - дырок

При увеличении температуры растет число свободных носителей заряда, проводимость полупроводников растет, сопротивление уменьшается

R (Ом)

металл

R0

полупроводник

t (0C)

Объясните графики зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры

slide11

Вопрос 3

Примесная проводимость полупроводников

slide12

Примесная проводимость полупроводников

Собственная проводимость полупроводников явно недостаточна для технического применения полупроводников

Поэтому для увеличение проводимости в чистые полупроводники внедряют примеси (легируют) , которые бывают донорные и акцепторные

-

Донорные примеси

Si

Si

-

При легировании 4 – валентного кремния Si 5 – валентным мышьяком As, один из 5 электронов мышьяка становится свободным

Таким образом изменяя концентрацию мышьяка, можно в широких пределах изменять проводимость кремния

-

As

-

-

-

-

Si

Si

-

-

Такой полупроводник называется полупроводником n – типа, основными носителями заряда являются электроны, а примесь мышьяка, дающая свободные электроны, называется донорной

slide13

Примесная проводимость полупроводников

Акцепторные примеси

Если кремний легировать трехвалентным индием, то для образования связей с кремнием у индия не хватает одного электрона, т.е. образуется дырка

-

Si

Si

-

Изменяя концентрацию индия, можно в широких пределах изменять проводимость кремния, создавая полупроводник с заданными электрическими свойствами

In

-

-

+

-

Si

Si

-

-

Такой полупроводник называется полупроводником p – типа, основными носителями заряда являются дырки, а примесь индия, дающая дырки, называется акцепторной

slide14

Примесная проводимость полупроводников

Итак, существует 2 типа полупроводников, имеющих большое практическое применение:

+

р - типа

-

n - типа

Основные носители заряда - дырки

Основные носители заряда - электроны

Помимо основных носителей в полупроводнике существует очень малое число неосновных носителей заряда ( в полупроводнике p – типа это электроны, а в полупроводнике n – типа это дырки), количество которых растет при увеличении температуры

Объясните, как изменяется количество неосновных носителей заряда в примесном полупроводнике при увеличении температуры

slide15

Вопрос 4

p – n переход и его электрические свойства

slide16

p – n переход и его свойства

Рассмотрим электрический контакт двух полупроводников pи n типа, называемый p – nпереходом

1. Прямое включение

р

n

_

+

-

+

-

+

-

+

-

+

Ток через p – nпереход осуществляется основными носителями заряда (дырки двигаются вправо, электроны – влево)

Сопротивление перехода мало, ток велик.

Такое включение называется прямым, в прямом направленииp – nпереход хорошо проводит электрический ток

slide17

p – n переход и его свойства

2. Обратное включение

р

n

+

_

-

+

-

+

-

+

-

+

Запирающий слой

Основные носители заряда не проходят через p – nпереход

Сопротивление перехода велико, ток практически отсутствует

Такое включение называется обратным, в обратном направленииp – nпереход практически не проводит электрический ток

slide18

p – n переход и его свойства

Итак, основное свойство p – nперехода заключается в его односторонней проводимости

Вольт – амперная характеристика p – nперехода (ВАХ)

I (A)

U (В)

Объясните на основе строения полупроводников и свойствах p – nперехода график зависимости силы тока от напряжения (ВАХ) перехода

slide19

Вопрос 5

Полупроводниковый диод и его применение

slide20

Полупроводниковый диод и его применение

Полупроводниковый диод – это p – nпереход, заключенный в корпус

Обозначение полупроводникового диода на схемах

Вольт – амперная характеристика полупроводникового диода (ВАХ)

I (A)

Основное свойство диода – его односторонняя электрическая проводимость

U (В)

slide21

Полупроводниковый диод и его применение

Применение полупроводниковых диодов

Выпрямление переменного тока

Детектирование электрических сигналов

Стабилизация тока и напряжения

Передача и прием сигналов

Прочие применения

slide22

Полупроводниковый диод и его применение

Схема однополупериодного выпрямителя

До диода

После диода

После конденсатора

На нагрузке

Каковы недостатки выпрямителя на одном диоде

slide23

Полупроводниковый диод и его применение

Схема двухполупериодного выпрямителя (мостовая)

~

вход

+

выход

-

В чем преимущества двухполупериодного выпрямителя

slide24

Вопрос 6

Вопросы для контроля

slide25

Вопросы для контроля

Вопросы для повторения

  • Объясните характер проводимости полупроводников р – типа
  • Объясните характер проводимости полупроводников n– типа
  • На основе строения полупроводника объясните зависимость его сопротивления от температуры
  • Для чего легируют чистые полупроводники
  • Как, имея источник тока и лампочку, проверить исправность полупроводникового диода
  • Объясните принцип выпрямления переменного тока с помощью полупроводникового диода
  • Расскажите об основных применениях полупроводниковых диодов
slide26

В следующей презентации

«Полупроводниковые приборы»

Рассказывается об основных полупроводниковых приборах (транзисторы, тиристоры, термисторы, стабилитроны, фото и светодиоды …), принципе их действия и их применениях

ad