| Ваш IP: 3.235.65.91 | Online(47) - гости: 11, боты: 36 | Загрузка сервера: 0.34 ::::::::::::

Электропроводность полупроводника

6786899699699669767868При температуре близкой к абсолютному нулю, полупроводник ведет себя как абсолютный непроводник, потому что в нем нет свободных электронов, но при повышении температуры связь валентных электронов с атомными ядрами ослабевает и некоторые из них в следствии теплового движения могут покидать свои атомы.
Вырвавшись из межатомной связи электрон становится свободным (рис б), а там где он был до этого, образуется пустое место. Это пустое место в межатомной связи полупроводника условно называется дыркой.

Чем выше температура полупроводника тем больше в нем появляются свободные электроны и дырки. Образование в массе полупроводника дырок связано с уходом из оболочки атома валентного электрона, а возникновение дырки соответствует появлению положительного электрического заряда, равного отрицательному заряду электрона.

На самом нижнем рисунке показано явление возникновения тока в полупроводнике. Причиной его возникновения служит напряжение приложенное к полупроводнику. В следствии теплового движения высвобождаются из межатомных связей некоторое кол-во электронов. Электроны освободившиеся вблизи положительного полюса источника напряжения, притягиваются этим полюсом и уходят из массы полупроводника оставляя после себя дырки. Электроны ушедшие из межатомных связей на некотором удалении от положительного полюса, тоже притягиваются им и движутся в его сторону. Но встретив на пути дырки, электроны как бы впригивают на них (нижний рисунок а), при этом происходит заполнение некоторых межатомных связей. Ближе к отрицательному полюсу дырки заполняются другими электронами, вырвавшимся из атомов, расположенных еще ближе к отрицательному полюсу (нижний рисунок б). Пока в полупроводнике действует электрическое поле этот процесс продолжается: нарушаются одни межатомные связи — из них уходят валентные электроны, возникают дырки — и заполняются другими межатомные связи- в дырки впрыгивают электроны освободившиеся из каких-то других межатомных связей (нижний рисунок б-г).

Электроны движутся в направлении от отрицательного полюса источника напряжения к положительному, а дырки наоборот.

При температуре выше абсолютного нуля в полупроводнике непрерывно возникают и исчезают дырки и свободные электроны, даже без воздействия внешних электрических полей. Но электроны и дырки движутся хаотично в разные стороны и не уходят за пределы полупроводника. При комнатной температуре общее число дырок и свободных электронов не велико, поэтому электропроводность такого полупроводника относительно не велика и полупроводник обладает относительно большим сопротивлением. Но если в чистый полупроводник добавить небольшое кол-во примесей в виде атомов других элементов то электропроводность резко повысится, при этом в зависимости от примеси электропроводность будет электронной или дырочной.

Если например в полупроводник добавить атомы сурьмы (атом сурьмы обладает пятью валентными электронами) то свойства полупроводника будет приближено к свойствам металла. Проводники такого типа называют полупроводниками с электропроводностью n типа, в нем носителями тока являются отрицательные заряды, то есть электроны. Если ввести в полупроводник атомы индия, ( атомы индия обладают тремя валентными электронами) то каждый атом металла индия своими тремя электронами заполнит связи только трех соседних атомов полупроводника, а для заполнения связи с четвертым атомом у него не хватит одного электрона. Образуется дырка. И чем больше будет введено атомов индия тем больше будет дырок. Вырвавшиеся электроны в таком полупроводнике движутся от дырке к дырке. В любой момент времени в общей массе полупроводника общее кол-во дырок будет больше общего кол-ва свободных электронов. Это полупроводник р типа.

На практике не существует как совершенно чистых полупроводников, так и полупроводников с абсолютной электропроводностью типа p и n. В полупроводниках p и n обязательно есть примеси других элементов , но в целом эти полупроводники обладают свойствами p или n проводимостью.

Литература МРБ1101

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Случайные статьи

  • УМЗЧ 2*7,5Вт на ИМС AN7158N

    УМЗЧ 2*7,5Вт на ИМС AN7158N

    На рисунке показана схема простого двух канального усилителя мощности звуковой частоты на ИМС AN7158N. Основные характеристики усилителя: Выходная мощность 7,5Вт на канал при напряжении питания 16В и сопротивлении нагрузки 4 Ом Минимальное напряжение питания 9В Максимальное напряжение питания 24В Ток покоя 80 мА Частотный диапазон от 20 до 20000Гц КНИ …Подробнее...
  • Простой осциллограф на Arduino Nano (Uno)

    Простой осциллограф на Arduino Nano (Uno)

    На основе Arduino Nano (Uno) можно собрать простой осциллограф имеющий минимальный функционал. Максимальная частота сигнала которую может отобразить экран осциллографа 20 кГц (7 импульсов на ширину экрана), максимальное входное напряжение 5 В. Осциллограф управляется четырьмя кнопками: Кнопка «HOLD» — режим паузы, кнопками «+» и  «-» можно перемещать изображение сигнала вправо …Подробнее...
  • Громкая сирена

    Данная сирена издает очень громкий звук и не уступает европейским аналогам. На D1 выполнен узел формирования противофазных сигналов поступающих на усилитель мощности VT1-VT8. Узел состоит из 2-х взаимосвязанных мультивибраторов и усилителя мощности. Тональный сигнал формируется на элементах D1.3 D1.4. Частота следования импульсов зависит от RC-цепей С2R4 и C3R5. При этом …Подробнее...
  • Источник питания 0…13.8В 10А

    На рисунке показана схема источника питания  с выходным напряжением от 0 до 13,8 (16В) с максимальным током нагрузки в 10А. В схеме используется микросхема LM723 и три транзистора, два из которых силовые — 2N3055.      Регулировка выходного напряжения осуществляется потенциометром VR1 (1К).Транзисторы VT1 VT2 должны быть установлены на радиаторы, …Подробнее...
  • Автомобильный усилитель 20 Вт (моно) на TDA7240А

    Автомобильный усилитель 20 Вт (моно) на TDA7240А

    УМЗЧ на базе TDA7240A является усилителем класса АВ предназначен для автомобильной ауди техники, микросхема имеет защиту от КЗ выходов с корпусом и шиной питания. Усилитель снабжен системой STAND-BY. Усилитель имеет следующие основные характеристики: Напряжение питания 14,4В (напряжение аккумуляторной батареи автомобиля), максимально допустимое напряжение питания до 18В Ток покоя 65мА (14,4В) …Подробнее...