Строение полупроводников

Физика 10 класс

 

І Тема: Электрический ток в полупроводниках. Электрическая

проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод.

 

ІІ Образовательные задачи.

Уяснить понятия полупроводника, изучить природу тока в чистых полупроводниках и при наличии примесей, пояснить зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещенности и ее объяснение на основе электронных представлений.

 

ІІІ Воспитательные задачи.

Формировать материалистическое мировоззрение и познавательный интерес к науке, осуществлять политехническое воспитание, расширять кругозор учащихся.

 

ІV Оборудование.

Таблицы, термо- и фотоэлемент полупроводниковые на подставке, гальванометр, спиртовка.

 

V Изучение нового материала.

Вниманию учащихся! Материал этой темы прорабатывайте строго по учебнику, так как много таблиц и графиков.

1. Характерные признаки полупроводников, зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещенности и ее объяснение на основе электронных представлений.

1.1. Полупроводники – вещества, удельное сопротивление которых имеет промежуточное значение между удельным сопротивлением металлов ( ) и удельным сопротивлением диэлектриков ( ).

Строение полупроводников.

Отличие проводников от полупроводников особенно проявляется при анализе зависимости их электропроводимости от температуры. Исследования показывают, что у ряда элементов (кремний, германий, селен, индий, мышьяк и др.) и соединений (РЬЅ, СdЅ, GaАs и др.) удельное сопротивление с увеличением температуры не растёт, как у металлов, а, наоборот, чрезвычайно резко уменьшается. Такое свойство присуще именно полупроводником.

На рис.1 представлен кремний – 4-х валентный элемент.

 

Рис.1

При нагревании кремния кинетическая энергия частиц повышается, и наступает разрыв отдельных связей. Некоторые электроны покидают свои «проторённые пути» и становятся свободными, подобно электронам в металле. В электрическом поло они перемещаются между узлами решётки, создавая электрический ток (рис.2).

Рис.2

Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью.

При повышении температуры число разорванных связей, а значит, и свободных электронов увеличивается. При нагревании от 300 до 700 К число свободных носителей заряда увеличивается от  до . Это приводит к уменьшению сопротивления.