Електричний струм у напівпровідниках. Залежність опору
напівпровідників від температури та освітленості. Застосування напівпровідників.

Опір надчистих кристалів германію (Ge) і силіцію (Si) менший, ніж


діелектриків, але більший, ніж металів. У цих кристалах дуже мало колективі­зованих електронів, підвищення темпе­ратури збільшує їх число, зменшуючи опір кристала. До такого ж результату призводить і збільшення освітленості на­півпровідникових кристалів (у цьому ви­падку збільшення числа колективізова­них електронів відбувається за рахунок
енергії світлової хвилі, тобто за рахунок внутрішнього фотоефекту). Та­ким чином, при підвищенні температури та (або) освітленості опір напівпровідників зменшується.
У напівпровідниках крім напрямленого руху електронів розгляда­ється також рух позитивно заряджених «частинок» — «дірок». Дірка — це вакансія у зв'язках між атомами Ge або Si, вона не може існувати у вакуумі. І електронна, і діркова провідність чистих кристалів (власна провідність) мала.

Внесення у кристал відповідних домішок різко підсилює провідність одного типу. Кристал з підсиленою електронною провідністю — п-кристал, а з підсиленою дірковою провідністю — р-кристал. У першому випадку використовуються домішки з валентністю, більшою, ніж 4 (ва­лентність Ge і Si): п'ятивалентні стибій і фосфор; це — домішки-<9оио-ри. У другому випадку валентність домішок дорівнює 3 (арсенкалюміній), це — д,отшки-акцептори.
Якщо в одній частині кристалу підсилити n-провідність, а в іншій — р-провідність, то утвориться (п-р) — кристал з однобічною провідністю (подібно до вакуумного діода). Це дозволяє використо­вувати такий подвійний кристал для випрямлення змінного струму. Потрійний кристал, (и-p-n) або (p-n-р), який називається транзис­тором, використовується для підсилення слабких струмів, що зміню­ються (слабких сигналів).
На базі транзисторів створюється більшість сучасних приладів. Завдяки розвитку технології стало можливим розташовувати тисячі транзисторів на кількох квадратних міліметрах кремнієвого кристалу, що дало потужний поштовх розвитку обчислювальної техніки. Сучасний комп'ютер, що розташовується на письмовому столі, потужніший того, що 40 років тому займав кілька кімнат.
На залежності опору напівпровідників від температури базується дія пристроїв, що дозволяють вимірювати температуру за силою струму в колі і називаються термісторами. На залежності опору напівпровідників від ступеня їх освітлення базується дія пристроїв, які використовуються для реєстрації і вимірювання слабких світлових потоків і називаються фоторезисторами. На цій же залежності базується дія фотоопорів, джерел струму (сонячних батарей). Напівпровідникові пристрої також широко застосовуються у сучасних комп'ютерах, мобільних телефонах.

 

Репетитор в місті Рівне та Рівненському районі.

Поліграфічні послуги, репетитор з фізики, математики, програмування.. Відеопроектор на прокат
Тел.: +38 (093) 515-57-24, +38 (098) 050-86-49, +38 (066) 0400-693
м. Рівне, вул. Дубенська (Район Боярка)

написати листа консультанту

 

Реклама:

Пропонуємо фотодрук та Поліграфічні послуги.