Презентация по электротехнике Тема Полупроводники
презентация к уроку
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Физические свойства полупроводников Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры. Электрические свойства веществ Проводники Полупроводники Диэлектрики Хорошо проводят электрический ток К ним относятся металлы, электролиты, плазма … Наиболее используемые проводники – Au , Ag, Cu, Al, Fe … Практически не проводят электрический ток К ним относятся пластмассы, резина, стекло, фарфор, сухое дерево, бумага … Занимают по проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками Si, Ge , Se, In, As
Алмаз Полупроводники в природе Кремний Арсенид индия Арсенид галия
Физические свойства полупроводников R (Ом) t ( 0 C) R 0 металл полупроводник Проводимость полупроводников зависит от температуры. В отличие от проводников, сопротивление которых возрастает с ростом температуры, сопротивление полупроводников при нагревании уменьшается. Вблизи абсолютного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков.
Электрический ток в полупроводниках Полупроводниками называют вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры К полупроводникам относятся кремний, германий, селен и др. Связь между атомами – парноэлектронная , или ковалентная При низких температурах связи не разрываются
ПОЛУПРОВОДНИКИ Проводимость Собственная Примесная Электронная Дырочная Донорная Акцепторная
Собственная проводимость полупроводников При обычных условиях (невысоких температурах) в полупроводниках отсутствуют свободные заряженные частицы, поэтому полупроводник не проводит электрический ток. Si Si Si Si Si - - - - - - - -
«Дырка» При нагревании кинетическая энергия электронов увеличивается и самые быстрые из них покидают свою орбиту. Во время разрыва связи между электроном и ядром появляется свободное место в электронной оболочке атома. В этом месте образуется условный положительный заряд, называемый «дыркой». Si Si Si Si Si - - - + дырка + + свободный электрон - - - -
Примесная проводимость полупроводников Дозированное введение в чистый проводник примесей позволяет целенаправленно изменять его проводимость. Поэтому для увеличение проводимости в чистые полупроводники внедряют примеси, которые бывают донорные и акцепторные Примеси Акцепторные Донорные Полупроводники p -типа Полупроводники n -типа
Дырочные полупроводники ( р-типа ) In + Si Si Si Si - - - - - - - Термин «p-тип» происходит от слова « positive », обозначающего положительный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия ). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому он захватывает валентный электрон из ковалентной связи между соседними атомами кремния и становится отрицательно заряженным ионом, вследствие чего образуется дырка. Примеси, которые добавляют в этом случае, называются акцепторными.
Электронные полупроводники ( n-типа ) As Si Si Si Si - - - - - - - - - Термин «n-тип» происходит от слова « negative », обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях, и он переходит на дальнюю электронную оболочку. Там для отрыва электрона от атома нужно меньшее количество энергии. Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными .
Проводимость полупроводников Донорные примеси - это примеси, отдающие лишний валентный электрон Полупроводники с донорными примесями обладают электронной проводимостью и называются полупроводниками n –типа. Акцепторные примеси – это примеси, у которых не достает электронов для образования полной ковалентной связи с соседними атомами. Полупроводники с акцепторными примесями обладают дырочной проводимостью и называются полупроводниками p -типа.
Собственная проводимость полупроводников Валентный электрон соседнего атома, притягиваясь к дырке, может перескочить в нее ( рекомбинировать ). При этом на его прежнем месте образуется новая «дырка», которая затем может аналогично перемещаться по кристаллу.
Собственная проводимость полупроводников Если напряженность электрического поля в образце равна нулю, то движение освободившихся электронов и «дырок» происходит беспорядочно и поэтому не создаёт электрического тока. Под воздействием электрического поля электроны и дырки начинают упорядоченное (встречное) движение, образуя электрический ток. Проводимость при этих условиях называют собственной проводимостью полупроводников. При этом движение электронов создаёт электронную проводимость , а движение дырок – дырочную проводимость .
Диод Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода. Впервые диод изобрел Джон Флемминг в 1904 году.
Типы и применение диодов Диоды применяются в: преобразовании переменного тока в постоянный детектировании электрических сигналов защите разных устройств от неправильной полярности включения коммутации высокочастотных сигналов стабилизации тока и напряжения передачи и приеме сигналов
Диод выпрямительный, столб выпрямительный
Транзистор Электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. В 1947 году Уильям Шокли , Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор.
Транзистор типа p-n-p Транзистор типа n-p-n Схематическое обозначение
Вопросы : Какие виды пробоя р- n перехода существуют и в чем их отличие ? В чем заключается принцип действия биполярного транзистора ? Какой из схем включения биполярного транзистора отдается предпочтение и почему ?
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2013/04/09/picture-239521-1365536078.jpg)
Урок-презентация "Электрический ток в полупроводниках"
Методическая разработка урока с презентацией по теме: "Электрический ток в различных средах"...
![](/sites/default/files/pictures/2014/05/10/picture-445325-1399700558.jpg)
Тест по дисциплине "Основы электротехники". Тема "Электрические цепи постоянного тока"
Тест «Электрические цепи постоянного тока» (промежуточный) по дисциплине «Основы электротехники» для профессий 151902.03 Станочник (металлообработка), 150709.02 Сварщик (электросварочные и...
![](/sites/default/files/pictures/2014/09/05/picture-476176-1409921228.jpg)
Презентация по теме "Полупроводники"
Материал презентации может быть использован, как ввовное занятие на уроках физики, информатики или электротехники для объяснения работы полупроводников. Рассмотрена классификация веществ по типу прово...
![](/sites/default/files/pictures/2015/01/23/picture-571335-1422009374.jpg)
Методические указания для проведения лабораторных работ по электротехнике. Тема:Электричество.
В настоящем пособии описывается методика проведения лабораторных работ по физике, раздел «Электричество». Преподаватель дает полную информацию, какое использовать оборудование, как провести лабораторн...
![](/sites/default/files/pictures/2016/10/23/picture-835709-1477201804.jpg)
методическая разработка урока по электротехнике. Тема:"Электроизмерительные приборы (зачет по теме).
Урок разработан с применением групповых форм работы, что обеспечивает развитие навыков работы в коллективе, воспитание чувства ответственности, стимулирование мыслительных операций: логическое мышлени...
![](/sites/default/files/pictures/2016/10/23/picture-835709-1477201804.jpg)
Презентация к методической разработке урока по электротехнике. Тема: "Коэффициент мощности"
Презентация является дополнительным пособием к уроку по электротехнике по теме: "Коэффициент мощности"...
![](/sites/default/files/pictures/2017/10/11/picture-957399-1507746848.jpg)
Презентация по электротехнике "Устройство и принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя"
Презентация предначначена для демонстрации на занятиях по электротехнике в учебных заведениях СПО...