Презентація на тему:
Власна та домішкова провідність напівпровідників

Власна та домішкова провідність напівпровідників Робота Брильової Дарини 11-А

Зміст 1. Вступ 2. Поняття напівпровідників 3. Опори речовин 4. Власна провідність 5. Домішкова провідність 6. Кристалічна решітка Si

Вступ Ученими було помічено, що не всі речовини однаково проводять електрику : одні – добре, через що і дістали назву провідників, інші – майже не проводять, їх назвали діалектриками. Пізніше з*ясувалось, що існують речовини, які не можна віднести ні до діалектриків, ні до провідників. Цю групу назвали напівпровідниками.

Напівпровідники Напівпровідник - це матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діалектрика. Відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання. Основною ознакою, за якою вирізняють цей клас речовин, є залежність опору напівпровідників від температури.

Опори речовин Якщо взяти металевий провідник і нагрівати його в полум*ї, то його опір збільшуватиметься (сила струму в колі зменшиться). Якщо ж у коло увімкнути напівпровідник, то за його нагрівання сила струму навпаки збільшиться, отже – опір зменшиться ( бо U=I*R).

Специфічні термічні властивості напівпровідників пояснюються тим, що під час нагрівання зростає концентрація вільних носіїв заряду, які можуть створювати електричний струм. Носіями зарядів у напівпровідників є електрони. Якщо в металах (провідники) електрони перебувають у вільному стані і практично не зв*язані з атомами, то в напівпровідниках не всі електрони втратили зв*язок з атомами і стали вільними. Причина цього криється в особливостях кристалічної структури напівпровідників.

Власна провідність Як приклад розгляньмо кристалічну структуру кремнію (Si). На зовнішній оболонці кожного атома Силіцію знаходяться 4 валентних електрони. До заповнення зовнішньої оболонки кожного атома не вистачає 4-х електронів. Атоми «позичають» в своїх найближчих сусідів по 1 валентному електрону,і вони стають спільними. Таким чином утворюються ковалентні зв*язки.

Під час нагрівання кристала його температура підвищується – збільшується амплітуда коливань атомів. При цьому деякі ковалентні зв*язки порушуються, а електрони стають вільними. На місці розірваного зв*язку утворюється дірка. При цьому провідність напівпровідника збільшується, а електричний опір – зменшується.

Домішкова провідність Дослідження показали, що на провідність напівпровідників суттєво впливають домішки. Розгляньмо кристал кремнію, який має домішку фосфору (атом Фосфору займає місце одного з атомів Силіцію).

Фосфор 5-валентний, тому в ковалентні зв*Язки входять лише 4 атоми валентних електрони, а 5ий – вільний. Дірка при цьому не утворюється. Таким чином, у кристалі з*являється певна кількість вільних електронів. Така провідність має назву n-провідності. Домішки, які її створюють, називають донорами, адже вони віддають свої електрони. Якщо ж кристал кремнію міститиме деяку к-сть атомів 3-валентного елемента, наприклад, Індію, то утворюється провідність p-типу, бо всі 3 валентні електрони беруть участь у створенні ковалентних зв*язків між атомами. Домішки (р-типу) – акцептори.

Кристалічна решітка Si