План-конспект урока №4 Электрический ток в полупроводниках.

Урок №2. Электрический ток в полупроводниках.

Задачи урока:

• изучить природу носителей электрического тока в полупроводниках;

• сформировать умения применять электронные представления о проводимости полупроводников;

• показать применение полупроводников.

План урока

1. Повторение изученного материала.

Самоконтроль №1 "Проверь, как изучил материал" 

3. Изучение нового материала.

• собственная проводимость

• примесная проводимость

• р–n переход. Диод

4. Самоконтроль №2 "Проверь, как понял теорию" 

5. Итоги урока.

6. Домашнее задание

Повторение. «Проверь, как изучил материал!».

Ответь на поставленные вопросы, результат запиши в тетрадь!

1. П [pic] очему при увеличении температуры проводника, сила электрического тока уменьшатся?

2. Как можно объяснить увеличение силы тока в термисторе с при эго нагревании?

Выполни задание с выбором ответа!

Явление уменьшения удельного сопротивления до нуля называется...

1. сверхпроводимостью

2. испарением.

3. отвердеванием

4. конденсацией

Ход урока.

Электрический ток в металлах и полупроводниках.

[pic] [pic]

Электрический ток в полупроводниках. Существует особый класс кристаллических тел, которые не являются такими хорошими проводниками, как металлы, но и не являются такими хорошими изоляторами как диэлектрики. Эти вещества обладают особыми физическими свойствами. Их подробно изучал [link]

Удельное сопротивление убывает с ростом освещенности. Эта зависимость используется в фоторезисторах.

 При введении примесей иной валентности, в полупроводниках удельное сопротивление уменьшается, т.к. растет число свободных носителей заряда.

2. Строение полупроводников.

В полупроводниках атомы связаны ковалентными (парноэлектронными) связями, которые при низких температурах и освещенности прочны. С ростом же температуры и освещенности эти связи могут разрушаться, образуя свободный электрон и "дырку".

Типичными представителями полупроводников являются германий и кремния.

Реальными частицами являются лишь электроны (e). Электронная проводимость обусловлена движением свободных электронов. Дырочная проводимость вызвана движением связанных электронов, которые переходят от одного атома к другому, поочерёдно замещая друг друга, что эквивалентно движению “дырок” в противоположном направлении. “Дырке” условно приписывается “+” заряд.

В чистых полупроводниках концентрация свободных электронов и “дырок” одинаковы. Электронно-дырочная проводимость – проводимость, вызванная образованием свободных носителей заряда (электронов и “дырок”), образующихся при разрыве ковалентных связей, называется собственной проводимостью.

Примесная проводимость – проводимость, обусловленная образованием свободных носителей заряда при внесении примесей иной валентности (n).

Донорная примесь

Удельное сопротивление (p) убывает, если t⁰ - растет. Эта зависимость используется в термисторах Индий в германий

[pic] [pic]

По механизму образования свободных носителей заряда проводимость полупроводников делится на собственную и примесную. По виду основных носителей заряда делится на: электронную, дырочную, электронно–дырочную.

[pic]
[pic]

Контакт полупроводников p и n – типов.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода при контакте

1. Образуется контактное электрическое поле, в результате диффузии электронов в полупроводник р-типа, а дырок полупроводник n-типа. Создаётся запирающий слой для основных носителей заряда.

Односторонняя проводимость p – n – перехода

При таком включении (рис. 2) p-n-перехода внешнее электрическое поле напряженностью ослабляет к , обогащает пограничный слой основными носителями и обеспечивает ток значительной силы, называемый прямым и обусловленный движением основных носителей заряда.

При обратном включении усиливает к , пограничный слой обедняется основными носителями заряда. Течёт очень малый ток, обусловленный движением не основных носителей заряда через p-n-переход, которых очень мало.

[pic] [pic] [pic]

Собственная проводимость полупроводников мала, но при наличии примесей наряду с собственной проводимостью возникает примесная проводимость. Именно эта особенность полупроводников открывает широкие возможности для их применения в радиоэлектронной промышленности.

Домашние задание:

Учебник:  Г. Я. Мякишев и др. Физика: 10-11 кл, Электродинамика. М-2006.

1. § 3.15 - 3.20, стр. 309

2. § 3.21. Примеры решения задач, стр. 329

1. Какими носителями электрического заряда может создаваться ток в металлических проводниках?

2. Как изменяется сопротивление полупроводников с ростом температуры?