Электрический ток в полупроводниках

Содержание

1. Электрический ток в полупроводниках
2. Цель урокаПознакомиться: с зависимостью сопротивления полупроводников от
3. сформировать умения сравнивать, анализировать и сопоставлять модель электрического тока в полупроводниках р-типа и n-типаЗадачи урока:
4. ПовторениеЭлектрический ток? Направление тока? Условия возникновения и
5. 4. Сопротивление. Причина сопротивления. От чего зависит сопротивление? (формулы, график)5. Сверхпроводимость и ее применение.Повторение
6. вещества, которые по своей электропроводности находятся между
7. Отличие полупроводников от проводниковХарактер зависимости сопротивления от температурыметаллыполупроводникиt
8. Плоская схема структуры кристалла кремния
9. Взаимодействие между соседними атомамиосуществляется с помощью (парноэлектронной)
10. При нагревании кремнияКинетическая энергия валентных электронов увеличивается,
11. При нагревании кремнияSiSiSiSiдырка
12. В полупроводникахсуществуют носители зарядов двух типов: электроны и дырки.Полупроводники обладают электронной и дырочной проводимостью
13. Модель электрического тока в чистых полупроводникахSiSiSiSiдыркаатомы,ионыэлектроны
14. 1. Структурные единицы – атомы, положительные ионы,
15. 3. Атомы и ионы - колеблются около
16. Модель электрического тока5. Макропараметры: сила тока
17. Собственная – проводимость чистых полупроводников не содержащих каких либо примесейПримесная – проводимость полупроводников содержащих примесиПроводимость полупроводников
18. Донорная – примесь легко отдающая электроныАкцепторная – примесь захватывающая электроны и создающая дыркиПримеси
19. n – типа полупроводник, содержащий
20. Полупроводник n-типаSiSiSiSiAsсвободный электрон
21. Модель электрического тока в полупроводнике n-типаSiSiSiSiОНЗ - электроныНе ОНЗ - дыркиnэ>>nд
22. Полупроводник р-типаSiSiSiSiInдырка
23. Модель электрического тока в полупроводнике р-типаSiSiSiSiНе ОНЗ - электроны ОНЗ - дыркиnд>>nэ
24. Зависимость силы тока от напряжения U↑,
25. 3. Зависимость сопротивления от температуры Мысленно
26. Слайд 26
27. Электрический ток через контакт полупроводников p и n типов (p-n – переход)
28. Слайд 28
29. Включим полупроводник с p-n – переходом в
30. ЗонапереходаВключим полупроводник с p-n – переходом в
31. Вольт- амперная характеристикаПрямой переход(R – мало, проводимость большая)Обратный переход (R – большое, проводимость мала)
32. p-n переход по отношению к току оказывается
33. Полупроводниковый диодИзготавливают из германия, кремния, селена и других веществУсловноеобозначение
34. Преимущество:Высокая надежностьБольшой срок службыНедостатки:Ограниченный интервал температур (от -70 до 125°С) Полупроводниковый диод
35. Чем полупроводники отличаются от проводников?Модель электрического тока
36. в) как они движутся?г) как взаимодействуют между
37. 4. Что называют p-n – переходом?5. Что
38. В четырехвалентный кремний добавили первый раз
39. Каким типом проводимости в основном обладал полупроводник
40. § 113-115 прочитатьВопросы устноУпр. 20 № 1-3 стр. 340Домашнее задание
41. Скачать презентанцию

Цель урокаПознакомиться: с зависимостью сопротивления полупроводников от температуры на основе электронных представлений;с моделью электрического тока в полупроводниках;с закономерностью протекания тока через р-n переход;с применением полупроводников.

Главная
Разное
Электрический ток в полупроводниках

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Электрический ток в полупроводниках.

Слайд 2Цель урока
Познакомиться:
с зависимостью сопротивления полупроводников от температуры на основе

электронных представлений;
с моделью электрического тока в полупроводниках;
с закономерностью протекания тока

через р-n переход;
с применением полупроводников.

Цель урокаПознакомиться: с зависимостью сопротивления полупроводников от температуры на основе электронных представлений;с моделью электрического тока в полупроводниках;с

Слайд 3сформировать умения сравнивать, анализировать и сопоставлять модель электрического тока в

полупроводниках р-типа и n-типа
Задачи урока:

Слайд 4Повторение
Электрический ток? Направление тока? Условия возникновения и существования?
Характеристики электрического тока?

Дать понятие.
Что представляет собой электрический ток в металлах? Подчиняется ли

он закону Ома? Вольт - амперная характеристика.

ПовторениеЭлектрический ток? Направление тока? Условия возникновения и существования?Характеристики электрического тока? Дать понятие.Что представляет собой электрический ток в

Слайд 54. Сопротивление. Причина сопротивления. От чего зависит сопротивление? (формулы, график)
5.

Сверхпроводимость и ее применение.
Повторение

Слайд 6вещества, которые по своей электропроводности находятся между проводниками и диэлектриками
Примеры:

кремний, селен, сера, мышьяк, германий и т.д.
Полупроводники

вещества, которые по своей электропроводности находятся между проводниками и диэлектрикамиПримеры: кремний, селен, сера, мышьяк, германий

Слайд 7Отличие полупроводников от проводников
Характер зависимости сопротивления от температуры
металлы
полупроводники
t

Слайд 8Плоская схема структуры кристалла кремния

14Si 2)8)4)
Si
Si
Si
Si

Слайд 9Взаимодействие между соседними атомами
осуществляется с помощью (парноэлектронной) ковалентной связи
при низкой

температуре эта связь прочная
поэтому полупроводник ведет себя как диэлектрик

Взаимодействие между соседними атомамиосуществляется с помощью (парноэлектронной) ковалентной связипри низкой температуре эта связь прочная поэтому полупроводник ведет

Слайд 10При нагревании кремния
Кинетическая энергия валентных электронов увеличивается, происходит разрыв отдельных

связей.
В результате электроны покидают свое место и перемещаются по

всему кристаллу (свободный )
При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим электроном – дырка.

При нагревании кремнияКинетическая энергия валентных электронов увеличивается, происходит разрыв отдельных связей. В результате электроны покидают свое место

Слайд 11При нагревании кремния
Si
Si
Si
Si
дырка

Слайд 12В полупроводниках
существуют носители зарядов двух типов: электроны и дырки.
Полупроводники обладают

электронной и дырочной проводимостью

Слайд 13Модель электрического тока в чистых полупроводниках
Si
Si
Si
Si
дырка
атомы,
ионы
электроны

Слайд 141. Структурные единицы – атомы, положительные ионы, свободные электроны, дырки.

Носители заряда – свободные электроны и дырки
2. Атомы и

ионы расположены упорядочено, в узлах кристаллической решетки; дырки и электроны – беспорядочно по всему объему полупроводника

Модель электрического тока

1. Структурные единицы – атомы, положительные ионы, свободные электроны, дырки. Носители заряда – свободные электроны и

Слайд 153. Атомы и ионы - колеблются около положения равновесия;

дырки - перемещаются вдоль направления силовых линий поля;

электроны – против силовых линий.
4. Атомы и ионы препятствуют направленному движению носителей заряда

Модель электрического тока

3. Атомы и ионы - колеблются около положения равновесия; дырки - перемещаются вдоль направления силовых

Слайд 16Модель электрического тока
5. Макропараметры:
сила тока I, напряжение U,

температура Т.
Микропараметры:
скорость электронов ,

скорость дырок ,
концентрация электронов nэ
концентрация дырок nд

Слайд 17Собственная – проводимость чистых полупроводников не содержащих каких либо примесей
Примесная

– проводимость полупроводников содержащих примеси

Проводимость полупроводников

Собственная – проводимость чистых полупроводников не содержащих каких либо примесейПримесная – проводимость полупроводников содержащих примесиПроводимость полупроводников

Слайд 18Донорная – примесь легко отдающая электроны
Акцепторная – примесь захватывающая электроны

и создающая дырки
Примеси

Слайд 19n – типа
полупроводник, содержащий донорную примесь
2.

р – типа
полупроводник, содержащий акцепторную примесь

Полупроводники:

n – типа полупроводник, содержащий донорную примесь2. р – типа полупроводник, содержащий акцепторную примесь

Слайд 20 Полупроводник n-типа
Si
Si
Si
Si
As
свободный электрон

Слайд 21Модель электрического тока в полупроводнике n-типа
Si
Si
Si
Si
ОНЗ - электроны
Не ОНЗ -

дырки
nэ>>nд

Слайд 22 Полупроводник р-типа
Si
Si
Si
Si
In
дырка

Слайд 23Модель электрического тока в полупроводнике р-типа
Si
Si
Si
Si
Не ОНЗ - электроны
ОНЗ

- дырки
nд>>nэ

Слайд 24Зависимость силы тока от напряжения
U↑, E↑, F↑, a↑,

ϑдр↑ => I↑
2. Зависимость силы тока от температуры

Т↑ => nэл ↑, nд ↑ => I ↑

Закономерности протекания электрического тока

Зависимость силы тока от напряжения U↑, E↑, F↑, a↑, ϑдр↑ => I↑2. Зависимость силы тока от

Слайд 253. Зависимость сопротивления от температуры
Мысленно нагреваем образец полупроводника

при U=const
Кинетическая энергия валентных электронов увеличивается, происходит разрыв

отдельных связей, число электронов и дырок увеличивается.

Закономерности протекания электрического тока

3. Зависимость сопротивления от температуры Мысленно нагреваем образец полупроводника при U=const Кинетическая энергия валентных электронов

Слайд 26
ϑэл↑, ϑдр ↑

Т↑

=> I ↑
nэл ↓, nд ↓

Сильное влияние оказывает концентрация электронов и дырок !!!

Зависимость сопротивления от температуры

Слайд 27 Электрический ток через контакт полупроводников p и n типов (p-n

– переход)

Слайд 28

Контакт двух полупроводников называют p-n – переходом

+
+
+
+

Диффузия прекращается после того, как электрическое поле, возникающее в зоне перехода, начинает препятствовать дальнейшему перемещению электронов и дырок.

Зона
перехода

Слайд 29Включим полупроводник с p-n – переходом в электрическую цепь
р
n
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Е з
Евнешн.

Ток через переход осуществляется основными носителями заряда (прямой переход). Проводимость

велика, сопротивление мало.

Зона перехода

Включим полупроводник с p-n – переходом в электрическую цепьрn+++++++++Е зЕвнешн. Ток через переход осуществляется основными носителями заряда

Слайд 30Зона
перехода
Включим полупроводник с p-n – переходом в электрическую цепь
р
n
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Е з
Евнешн
Ток

через переход осуществляется неосновными носителями заряда (обратный переход). Проводимость мала,

сопротивление большое.

ЗонапереходаВключим полупроводник с p-n – переходом в электрическую цепьрn+++++++++Е зЕвнешнТок через переход осуществляется неосновными носителями заряда (обратный

Слайд 31Вольт- амперная характеристика
Прямой переход
(R – мало, проводимость большая)
Обратный переход
(R

– большое,
проводимость мала)

Слайд 32p-n переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом

направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном.
Это свойство используют

для выпрямления переменного тока.

Свойство p-n перехода

p-n переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в

Слайд 33Полупроводниковый диод
Изготавливают из германия, кремния, селена и других веществ
Условное
обозначение

Слайд 34
Преимущество:
Высокая надежность
Большой срок службы
Недостатки:
Ограниченный интервал температур
(от -70

до 125°С)

Полупроводниковый диод

Слайд 35Чем полупроводники отличаются от проводников?
Модель электрического тока в полупроводниках

а) структурные единицы, носители заряда.
б) как расположены структурные

единицы?

Закрепление

Слайд 36в) как они движутся?
г) как взаимодействуют между собой?
д) какими микро-

и макропараметрами характеризуется модель?
3. Закономерности протекания тока
а) зависимость

I(U)
б) зависимость R(T)
в) зависимость I (T)

Закрепление

в) как они движутся?г) как взаимодействуют между собой?д) какими микро- и макропараметрами характеризуется модель?3. Закономерности протекания тока

Слайд 374. Что называют p-n – переходом?
5. Что происходит в контакте

двух проводников p и n – типов?
6. Что такое запирающий

слой?
7. Какой переход называют прямым?
8. Для чего служит полупроводниковый диод?

Ответить на вопросы!

4. Что называют p-n – переходом?5. Что происходит в контакте двух проводников p и n – типов?6.

Слайд 38 В четырехвалентный кремний добавили первый раз трехвалентный индий, а

во второй раз пятивалентный фосфор.
А. В первом – дырочной,

во втором – электронной.
Б. В первом электронной, во втором дырочной.
В. В обоих случаях электронной.
Г. В обоих случаях дырочной

Каким типом проводимости в основном будет обладать полупроводник ?

В четырехвалентный кремний добавили первый раз трехвалентный индий, а во второй раз пятивалентный фосфор. А. В

Слайд 39 Каким типом проводимости в основном обладал полупроводник в каждом случае?
А.

В первом – дырочной, во втором – электронной.
Б. В

первом – электронный, во втором – дырочной.
В. В обоих случаях электронной.
Г. В обоих случаях дырочной.
Д. В обоих случаях электронно-дырочной

В одном случае в германий добавили пятивалентный фосфор, в другом – трехвалентный галлий.

Каким типом проводимости в основном обладал полупроводник в каждом случае?А. В первом – дырочной, во втором –

Слайд 40§ 113-115 прочитать
Вопросы устно
Упр. 20 № 1-3 стр. 340
Домашнее задание

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Электрический ток в полупроводниках

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Электрический ток в полупроводниках.

Слайд 2Цель урокаПознакомиться: с зависимостью сопротивления полупроводников от температуры на основе

электронных представлений;с моделью электрического тока в полупроводниках;с закономерностью протекания тока

Слайд 3сформировать умения сравнивать, анализировать и сопоставлять модель электрического тока в

полупроводниках р-типа и n-типаЗадачи урока:

Слайд 4ПовторениеЭлектрический ток? Направление тока? Условия возникновения и существования?Характеристики электрического тока?

Дать понятие.Что представляет собой электрический ток в металлах? Подчиняется ли

Слайд 54. Сопротивление. Причина сопротивления. От чего зависит сопротивление? (формулы, график)5.

Сверхпроводимость и ее применение.Повторение

Слайд 6вещества, которые по своей электропроводности находятся между проводниками и диэлектрикамиПримеры:

кремний, селен, сера, мышьяк, германий и т.д.Полупроводники

Слайд 7Отличие полупроводников от проводниковХарактер зависимости сопротивления от температурыметаллыполупроводникиt

Слайд 8Плоская схема структуры кристалла кремния

14Si 2)8)4)SiSiSiSi

Слайд 9Взаимодействие между соседними атомамиосуществляется с помощью (парноэлектронной) ковалентной связипри низкой

температуре эта связь прочная поэтому полупроводник ведет себя как диэлектрик

Слайд 10При нагревании кремнияКинетическая энергия валентных электронов увеличивается, происходит разрыв отдельных

связей. В результате электроны покидают свое место и перемещаются по

Слайд 11При нагревании кремнияSiSiSiSiдырка

Слайд 12В полупроводникахсуществуют носители зарядов двух типов: электроны и дырки.Полупроводники обладают

электронной и дырочной проводимостью

Слайд 13Модель электрического тока в чистых полупроводникахSiSiSiSiдыркаатомы,ионыэлектроны

Слайд 141. Структурные единицы – атомы, положительные ионы, свободные электроны, дырки.

Носители заряда – свободные электроны и дырки2. Атомы и

Слайд 153. Атомы и ионы - колеблются около положения равновесия;

дырки - перемещаются вдоль направления силовых линий поля;

Слайд 16Модель электрического тока5. Макропараметры: сила тока I, напряжение U,

температура Т. Микропараметры: скорость электронов ,

Слайд 17Собственная – проводимость чистых полупроводников не содержащих каких либо примесейПримесная

– проводимость полупроводников содержащих примесиПроводимость полупроводников

Слайд 18Донорная – примесь легко отдающая электроныАкцепторная – примесь захватывающая электроны

и создающая дыркиПримеси

Слайд 19n – типа полупроводник, содержащий донорную примесь2.

р – типа полупроводник, содержащий акцепторную примесь Полупроводники:

Слайд 20 Полупроводник n-типаSiSiSiSiAsсвободный электрон

Слайд 21Модель электрического тока в полупроводнике n-типаSiSiSiSiОНЗ - электроныНе ОНЗ -

дыркиnэ>>nд

Слайд 22 Полупроводник р-типаSiSiSiSiInдырка

Слайд 23Модель электрического тока в полупроводнике р-типаSiSiSiSiНе ОНЗ - электроны ОНЗ

- дыркиnд>>nэ

Слайд 24Зависимость силы тока от напряжения U↑, E↑, F↑, a↑,

ϑдр↑ => I↑2. Зависимость силы тока от температуры

Слайд 253. Зависимость сопротивления от температуры Мысленно нагреваем образец полупроводника

при U=const Кинетическая энергия валентных электронов увеличивается, происходит разрыв

Слайд 26 ϑэл↑, ϑдр ↑

Т↑