Om teknik på ämnet: "Halvledardiod"

MBOU "Allmän pedagogisk skola nr 16"

Gus-Khrustalny stad.

Lektionsplan - lektionsplan

genom teknik

på ämnet: "Halvledardiod"

Tekniklärare

Lektionsöversikt

Lektionens ämne: "Halvledardiod"

Lektionens mål:

1. Utbildning:

1.1. Bekanta eleverna med:

Med halvledardiodenhet;

Med tillverkningsteknik för halvledardioder;

Med driftsprinciperna för en halvledardiod;

Med användning av en halvledardiod i praktiken, i vardagen, i produktionen;

Med AC likriktarkrets.

2. Utvecklingsmässigt:

2.1. Att främja utvecklingen av kognitivt intresse för ämnet.

2.2. Att främja behärskning av de grundläggande metoderna för mental aktivitet.

3. Utbildning:

3.1. Bidra till bildandet av individuella arbetsegenskaper.

Metodisk utrustning för lektionen.

1. Material och teknisk bas:

Datorklass;

Multimediaprojektor;

Uppsättning av halvledardioder;

Elektriskt batteri, glödlampa, anslutningskablar.

2. Didaktiskt stöd:

- "Radioelektronik, automation och datorelement", M., "Prosveshchenie", 1990;

- "Metoder för arbetsträning", M., "Prosveshchenie", 1997;

- "Skola och produktion" nr 1, 2005;

- "Workshop om radioteknik", M., "Utbildning", 1996;

Testa "Halvledardiod".

Lektionens framsteg

1. Organisatoriskt ögonblick.

2. Upprepning av materialet som behandlas i ämnet "Halvledare".

För att kontrollera materialet och förbereda eleverna för att lära sig nytt material, är det lämpligt att ställa följande frågor till dem:

1. Vilka element klassificeras som halvledare?

2. Hur uppstår självledning?

3. Hur uppstår föroreningsledning?

4. Vad gör att fria elektroner dyker upp?

5. Finns det mer ledningsförmåga i metaller eller i halvledare?

6. Vilka är de viktigaste halvledarna?

3. Presentation av nytt material om en halvledardiod och en växelströmslikriktarkrets.

En halvledardiod är en enhet som tillåter elektrisk ström att flyta i endast en riktning.

Dioddesign: ta en kiselkristall med n-typ ledningsförmåga. Indium smälts in i en av provets ytor. På grund av indiumatomer djupt in i germaniumenkristallen bildas en region med p-typ ledningsförmåga nära germaniumytan. Resten av germaniumprovet, som inte penetrerades av indiumatomer, har fortfarande konduktivitet av n-typ.

En p-n-övergång uppstår mellan två regioner med konduktiviteter av olika slag (bilddemonstration nr 1).

Det är inte möjligt att få en pn-övergång genom att mekaniskt koppla två halvledare med olika typer konduktivitet, eftersom detta resulterar i ett för stort gap. Tjockleken på pn-övergången bör inte vara mer än de interatomära avstånden. För att förhindra skadliga effekter placeras kristallen i ett förseglat metallhölje.

På elektriska diagram är en halvledardiod indikerad (bilddemonstration nr 2).

Moderna halvledardioder ser ut som: (bilddemonstration nr 3).

(Efter detta visar läraren prover av halvledardioder).

Varje halvledardiod kännetecknas av en maximal likström Ipr. max. och omvänd maximal spänning Urev. max..Om strömmen genom dioden är större än den maximala strömmen, kommer p-n-övergången att misslyckas (smälta). Om backspänningen är större än den maximala spänningen som dioden tål, kommer p-n-övergången att bryta igenom elektrisk laddning. I båda fallen kommer halvledardioden att misslyckas.

Anslutning av en diod till en permanent elektrisk krets.

Låt oss ansluta halvledardioden till strömkällan på detta sätt (bilddemonstration nr 4).

Med denna anslutning kommer ingen elektrisk ström att passera genom dioden och lasten, eftersom det inte finns några laddningsbärare genom p-n-övergången. Dess motstånd i detta fall kommer att vara mycket stort. Dioden sägs vara i blockerande tillstånd.

Låt oss ändra polariteten på strömkällan. Med denna anslutning passerar elektrisk ström genom dioden och genom lasten.

De säger att dioden är i öppet tillstånd(bilddemonstration nr 5).

Likriktarkrets för elektrisk ström.

En elektrisk likström kan erhållas genom att koppla en diod i en krets med växelspänning(bildvisning nr 6).

Låt oss titta på grafen för att se hur likriktningen av växelström sker (demonstration av bild nr 7).

Denna likriktning av växelström kallas halvvågslikriktning. Strömmen i detta fall kallas pulserande.

Denna likriktning av växelström har bred tillämpning, till exempel: om D226B-dioden är påslagen enligt denna krets, och istället för en belastning tar du en 100 W glödlampa, kommer en sådan glödlampa att brinna i 7-10 år. Kretsen kallas den "eviga glödlampan"-kretsen.

4. Konsolidering av nytt utbildningsmaterial.

Eleverna skissar ut ett uträtningsdiagram i sina anteckningsböcker (bilddemonstration nr 8). Därefter uppmanas eleverna att använda sina datorer i programmet Elektronish Workbench för att skapa en krets som liknar den på bilden och få den likriktade spänningen på oscilloskopets display. För att jämna ut krusningarna av den likriktade strömmen kan du ansluta en kondensator parallellt med belastningen Rn och överväga den resulterande likriktade spänningen. Jämför resultat.

(Elever kan få testet halvledardiod.)

5. Sista delen.

Läraren sammanfattar lektionen, nämner de viktigaste frågorna som eleverna bör känna till väl:

Dioddefinition;

Diodanordning;

Anslutning av dioden till en permanent elektrisk krets;

Anslutning av en diod till en alternerande elektrisk krets;

Schema för den "eviga glödlampan".

Läraren meddelar betyg på muntliga svar och självständigt arbete på dator.


Lektionens ämne: "Halvledarenheter. Dioder"

Syfte och mål med lektionen:

    Utbildning:

bildandet av ett initialt koncept för syftet, verkan och huvudegenskaperna hos halvledardioder.

    Utbildning:

att bilda en kultur av mentalt arbete, utveckling av personliga egenskaper - uthållighet, beslutsamhet, kreativ aktivitet, oberoende.

    Utbildning:

lära sig att använda egenskapen envägskonduktivitet.

Material och teknisk utrustning för lektionen:

arbetsböcker, lärarens dator, interaktiv skrivtavla, presentation om ämnet

Lektionens framsteg:

1. Organisatoriskt ögonblick:

(Uppgift: skapa en gynnsam psykologisk stämning och aktivera uppmärksamhet).

2. Förberedelse för upprepning och generalisering av det material som behandlas

Vad är elektrisk ström?

Strömstyrka, måttenheter.

sidnövergång.

Halvledare.

Ange ämnet och syftet med lektionen.

Halvledare. Dioder.

Förklaring av perspektiv.

Att studera modern elektronik, måste du först och främst känna till principerna för enheten och fysisk grund drift av halvledarenheter, deras egenskaper och parametrar, såväl som de viktigaste egenskaperna som bestämmer möjligheten att använda dem i elektronisk utrustning.

Användningen av halvledarenheter ger enorma besparingar i förbrukningen av elektrisk energi från kraftkällor och gör det möjligt att minska storleken och vikten på utrustningen många gånger om. Minsta effekt för att driva ett vakuumrör är 0,1 W, och för en transistor kan det vara 1 μW, d.v.s. 100 000 gånger mindre.

3. Huvudscenen.

Nytt material

    Alla ämnen som finns i naturen delas in i tre grupper efter deras elektriska ledande egenskaper:

    ledare,

    isolatorer (dielektriska),

    halvledare

    Halvledare innehåller många fler ämnen än ledare och isolatorer. Vid tillverkning av radioapparater är de mest använda 4-valens germanium Ge och kisel Si.

    Elström halvledare bestäms av rörelsen av fria elektroner och så kallade "hål".

    Fria elektroner som lämnar sina atomer skapar n-konduktivitet (n är den första bokstaven i det latinska ordet negativus - negativ). Hål skapar p - konduktivitet i halvledaren (p är den första bokstaven i det latinska ordet positivus - positiv).

    I en ren ledare är antalet fria elektroner och hål detsamma.

    Genom att tillsätta föroreningar är det möjligt att erhålla en halvledare med övervägande elektron- eller hålledningsförmåga.

    Den viktigaste egenskapen hos p- och n-halvledare är envägskonduktivitet vid korsningen. Denna korsning kallas en p-n-övergång.

Tillsätt 5-valens arsenik (antimon) till en 4-valens kristall av germanium (kisel) för att erhålla en n-ledare.

Genom att lägga till 3-valent indium får vi p - ledare.

    När källans "plus" är anslutet till p-regionen, sägs övergången vara påslagen i framåtriktningen, och när minus för strömkällan är ansluten till p-regionen, sägs övergången att slås på i motsatt riktning.

    Envägskonduktiviteten för p- och n-övergången är grunden för driften av halvledardioder, transistorer etc.

    Med en förståelse för halvledaren, låt oss nu börja studera dioden.

    Prefixet "di" betyder två, vilket indikerar två intilliggande zoner med olika konduktivitet.

Cykeldäcksventil (nippel). Luft kan bara passera genom den i en riktning - in i kammaren. Men det finns också en elektrisk ventil. Detta är en diod - en halvledardel med två ledningar i båda ändar.

Genom designen kan halvledardioder vara plana eller spetsiga.

    Plana dioder har en stor elektronhålsövergångsarea och används i kretsar där stora strömmar flyter.

    Punktdioder kännetecknas av ett litet område av elektronhålsövergången och används i kretsar med låga strömmar.

    Symbolisk grafisk beteckning av en diod. Triangeln motsvarar p-området och kallas anoden, och det raka linjesegmentet, som kallas katoden, representerar n-området.

    Beroende på syftet med dioden kan dess UGO ha ytterligare symboler.

De viktigaste parametrarna som dioder kännetecknas av.

    Framåt diodström.

    Diod omvänd ström.

Fixa materialet.

Ändra polariteten för strömkällans anslutning i en krets som innehåller en halvledardiod.

Vi kopplar i serie 3336L-batteriet och en MH3.5 - 0.28 glödlampa (för en spänning på 3.5V och en glödström på 0.28A) och ansluter denna krets till en legeringsdiod från D7- eller D226-serien så att positiv är levereras till anoden på dioden direkt eller genom glödlampan, och till katod – negativ batterispänning (Fig. 3, Fig. 4). Glödlampan ska vara helt tänd. Sedan ändrar vi polariteten för anslutningen av kretsen "batteri - glödlampa" till omvänd (Fig. 3, Fig. 4). Om dioden fungerar tänds inte ljuset. I detta experiment utför glödlampan en dubbel funktion: den fungerar som en indikator på strömmen i kretsen och begränsar strömmen i denna krets till 0,28A, vilket skyddar dioden från överbelastning. I serie med batteriet och glödlampan kan du koppla ytterligare en milliammeter för en ström på 300...500 mA, vilket skulle registrera framåt- och bakåtströmmen genom dioden.

4. Kontrollpunkt:

    Rita ett diagram över en elektrisk krets som består av en likströmskälla, en mikromotor, 2 dioder, så att du med strömbrytare kan ändra rotationsriktningen för mikromotorns rotor.

    Bestäm polerna för ett ficklampsbatteri med hjälp av en halvledardiod.

    Studera diodledningsförmåga själv på ett demonstrationsställ. Studie av envägsledningsförmåga hos en diod.

5. Slutpunkt:

bedömning av framgång med att uppnå målen för lektionen (hur de arbetade, vad de lärde sig eller lärde sig)

6. Reflekterande ögonblick:

bestämma effektiviteten och användbarheten av en lektion genom elevernas självbedömning.

7. Informationspunkt:

bestämma utsikterna för nästa lektion .

8. Läxor

För att konsolidera materialet som omfattas, tänk på följande problem och ge deras lösning:

    Hur skyddar man radioutrustning från polaritetsomkastning med hjälp av en halvledardiod?

    Det finns en elektrisk krets som inkluderar fyra seriekopplade element - två glödlampor a och b och två strömbrytare A och B. I det här fallet tänder varje strömbrytare bara en, bara "sin" glödlampa. För att tända båda glödlamporna måste du stänga båda strömbrytarna samtidigt.

LEKTIONSPLAN

Avsnitt 2 Ämne 2.5 Halvledarenheter

(Lektionens ämne)

Fullständigt namn (fullständigt namn)

Diligenskaya Julia Vladimirovna

Arbetsplats

BPOU VO "Cherepovets Forestry Mechanical College uppkallad efter. V.P. Chkalov"

Arbetstitel

Lärare

Professionell modul PM 01. Organisation underhåll och reparation av elektrisk och elektromekanisk utrustning

MDK 01.05 Standard elektriska diagram och funktionella enheter av elektroniska enheter och datorenheter

ELEMENT I ELEKTRONISKA KRETS

  1. Litteratur

Main

1. Tugov N. M., Glebov B. A., Charykov N. A. Halvledarenheter - M.: Publishing center "Academy," 2004.-240 sid.

2. Miklashevsky S.P., Industriella element elektroniska kretsar. M: forskarskola, 2006-214 sid.

Information

1. Dioder, transistorer, optoelektroniska enheter: Katalog , M.: Förlagscentrum "Academy", 2005

2. Didaktiskt material om allmän elektroteknik med grunderna i elektronik, Lärobok - M: Högre skola. 2006 – 108 s

5. Syfte med lektionen:

Att göra eleverna bekanta med typerna av halvledarenheter;

Ge en uppfattning om det funktionella syftet med varje enhet;

Visa den praktiska betydelsen av halvledarenheter inom specialiteten.

6. Uppgifter:

- pedagogiskt

hjälpa elever att studera klassificeringen av halvledarenheter;.

-framkallning

utveckla elevernas kognitiva intresse.

-pedagogiska

utbilda informationskultur studenter.

7.Lektionstyp – bemästra ny kunskap

8. Former för elevarbete – individ och grupp.

9. Nödvändig teknisk utrustning – multimedia lärarens dator, videoprojektor,

    Lektionens struktur och flöde

Tabell 1.

TEKNOLOGISK LEKTIONSKARTA

Lektionsstadiet

Namn på EOR som används

(som anger serienumret från tabell 2)

Lärarens verksamhet

Studentverksamhet

Tid

(varje minut)

Organisatoriskt och motiverande

1. Datorenhetsdiagram

Hälsar studenter. Kontrollerar elevernas förberedelser inför lektionen och slutförandet av läxor.

Formulerar ämnet för lektionen och avslöjar målen för lektionen.

Ställer frågor för att motivera eleverna att lära sig nytt ämne:

    Vilka typer av elektroniska kretsar känner du till?

    Vilka typer av halvledarenheter känner du till?

    Lista egenskaperna halvledarmaterial?

Sammanfattar elevernas svar och går vidare till huvuddelen av lektionen.

Hälsa lärarens demonstration läxa i anteckningsböcker.

Lyssna och förstå målen för lektionen, skriv ner datum och ämne för lektionen i anteckningsböcker

De svarar på frågorna.

Analysera informationen som presenteras på bilden.

Huvuddel:

Stadium för överföring av ny kunskap

2. Grundläggande enheter av halvledarenheter

3. Diodegenskaper

4.Karakteristika hos transistorer

5. Egenskaper hos mikrokretsar

Föreläsning. (Demonstration av interaktiv presentation)

Uppmärksammar skillnaderna i syfte och egenskaper hos halvledarenheter som använder ett videofragment.

Indikerar utformningen av halvledarenheter genom att visa ett diagram som visar de viktigaste funktionella komponenterna. halvledarenheter

Pratar om alla

halvledaranordning

1) Dioder

Uppmärksammar det faktum att egenskaperna hos halvledarmaterial är baserade på allmänna principer instrumentets funktion

2) Transistorer.

3) Mikrokretsar.

Lyssna på en förklaring av nytt material och gör anteckningar i anteckningsböcker.

Förstå ny information.

Studera det presenterade diagrammet och ställ frågor.

Rita diagram i anteckningsböcker.

Diskutera informationen som presenteras på bilden, visa sina kunskaper från disciplinen "Fysik" om egenskaperna hos halvledarenheter

Stadium av assimilering av ny kunskap

7. Tillämpning av halvledarenheter inom specialiteten

Erbjuder att självständigt studera konceptet och syftet:

4) Fälteffekttransistorer i kopplingsutrustning.

Arbeta med en lärobok, göra anteckningar i anteckningsböcker. Efter att ha studerat detta material blir oklara punkter tydliga.

Konsoliderar nytt material

Gruppen är indelad i lag. Läraren delar ut kort till varje lag nyckelord, som behöver kompletteras med termer relaterade till lektionens ämne

Kontrollerar att uppgiften är korrekt utförd

Varje team arbetar med en uppgift och försöker slutföra den först.

Lektionssammanfattning

Utvärderar studentaktiviteter. Sammanfattar den övergripande lektionen.

Tilldelar läxor.

Tack eleverna för lektionen.

Lyssna och förstå resultatet av lektionen. Anteckna läxor i dagböcker. Ge uttryck för sin inställning till lektionen.

Fysik lektion 11 klass

Lektionens ämne:

"Halvledare.

Inneboende och föroreningskonduktivitet hos halvledare. Elektrisk ström i halvledare"

Syftet med lektionen

  • Att hos eleverna bilda en förståelse för den elektriska strömmens natur i halvledare, av metoder för att mäta deras egenskaper under påverkan av temperatur, belysning och föroreningar.
  • Bidra till att vidga yrkeshögskolans horisonter, motivera att studera ämnet, förbättra förmågan att uppfatta och analysera teknisk och vetenskaplig information.
  • Utveckling av elevers kommunikativa kompetens och deras förmåga att arbeta i ett team.

Material och utrustning:

Dator, projektor, elektroniskt material om ämnet: "Halvledare"; kort – uppgifter för självständigt arbete i små grupper; uppsättning halvledarenheter NPP – 2; demonstrationsgalvanometer; DC-källa (4V); demo switch; elektrisk lampa 60-100W på stativ; elektrisk lödkolv; anslutningsledningar.

Lektionsplan:

  1. Upprepning av vad man har lärt sig och uppdatering av lektionsämnet.
  2. Förklaring av ämnesmaterialet.
  3. Självständigt arbete av studenter i grupp.
  4. Sammanfattning, hemuppgift.
  1. Upprepning av det som har lärts och uppdatering av lektionsämnet (6 min).

Vi måste komma ihåg:

  1. Vad är elektrisk ström?
  2. Vad anses vara strömriktningen?
  3. Vilka partiklars rörelse producerar en elektrisk ström i metallledare?
  4. Varför kan inte elektrisk ström uppstå i dielektrikum?
  5. Vad tror du: finns det ämnen i naturen som intar en mellanposition i sin förmåga att leda elektrisk ström?

Ja, det här är halvledare. För drygt ett halvt sekel sedan hade de ingen nämnvärd praktisk betydelse. Inom elektroteknik och radioteknik använde de uteslutande ledare och dielektrikum. Men situationen förändrades dramatiskt när man, teoretiskt och sedan praktiskt, upptäckte möjligheten att kontrollera den elektriska ledningsförmågan hos halvledare.

Vad är den största skillnaden mellan halvledare och ledare och vilka egenskaper i deras struktur har gjort det möjligt att använda halvledarenheter i stor utsträckning i nästan alla elektroniska apparater, vilket gör det möjligt att avsevärt öka deras tillförlitlighet, avsevärt minska deras dimensioner och till och med skapa nya som man bara kunde drömma om: skapa mobiltelefoner, miniatyrdatorer etc.?

  1. Förklaring av ämnesmaterial (15 min)
  1. Definition av halvledare

En stor klass av ämnen vars resistivitet är större än ledares, men mindre än dielektrikum och minskar mycket kraftigt med ökande temperatur.

Dessa inkluderar element i det periodiska systemet: germanium, kisel, selen, tellur, indium, arsenik, fosfor, bor, etc. vissa föreningar: grissulfid, kadmiumsulfid, koppar(II)oxid, etc.

  1. Halvledares struktur.
  1. Atomstruktur av kiselkristallgittret (projektion på skärmen);
  2. Brott mot parelektroniska bindningar under påverkan yttre faktorer: ökning av temperatur, belysning.

Demonstrationer av beroendet av den elektriska ledningsförmågan hos halvledare:

RT 10k FS – K1

  1. Elektronisk ledningsförmåga hos en ren halvledare (projektion)
  2. Hålledningsförmåga (projektion)

Det är nödvändigt att betona att hål inte är riktiga partiklar. I båda typerna av halvledarkonduktivitet rör sig endast valenselektroner. Konduktivitet skiljer sig från varandra endast i mekanismen för elektronrörelse. Elektronisk ledningsförmåga orsakas av rörelseriktningen för fria elektroner, och hålledningsförmåga orsakas av rörelsen av bundna elektroner som rör sig från atom till atom, växelvis ersätter varandra i buntar, vilket är ekvivalent med rörelsen av hål i motsatt riktning.

I halvledare finns det alltså två typer av bärare - elektroner och hål, vars koncentrationer i rena halvledare är desamma - deras egen ledningsförmåga är liten.

  1. Orenhetskonduktivitet (projektion)

Konduktiviteten hos halvledare beror avsevärt på närvaron av föroreningar i deras kristaller:

  1. donatorföroreningar - pentavalenta element som enkelt donerar elektroner (As, P) ger en kvantitativ fördel av elektroner över hål, vilket skapar ledningsförmåga av n-typ;
  2. acceptorföroreningar är trevärda element (In, B) som tar emot fria elektroner och bildar hål. p-typ ledningsförmåga skapas.

Demonstration av föroreningar och ledningsförmåga av n-typ och p-typ:

n – typ p – typ

Av särskilt intresse är strömflödet inte separat i halvledare av n-typ eller p-typ, utan genom kontakten av två halvledare med olika typer ledningsförmåga.

  1. Självständigt arbete av studenter i grupp (20 min)

Det föreslås att grupper om 4 elever bildas på frivillig basis (detta måste göras innan lektionens början för att undvika kaotiska rörelser i lokalen och tidsförlust).

Varje grupp får en uppgift att utföra. Den innehåller frågor, högkvalitativa uppgifter på olika nivåer, utformade för både skriftliga och muntliga svar.

  1. Sammanfattningsvis

Vi lyssnar på svaren från grupprepresentanter på huvudfrågorna i detta ämne och korrigerar eventuella fel. Vi samlar in skriftliga rapporter. Vi ger betyg för arbetet efter att ha studerat den andra delen av ämnet och slutfört repetitionsuppgifter, med hänsyn till KTU för varje student i gruppen.

Läxa: § 113; §114 i läroboken.


Halvledare

Halvledare– en stor klass av ämnen vars resistivitet varierar kraftigt från 10 -5 till 10 10 Ohm∙m.

Halvledare har egenskaper mellan metaller och dielektrikum. Det som är karakteristiskt för halvledare är inte resistivitetens värde, utan det faktum att den varierar över ett brett område under påverkan av yttre förhållanden.

Halvledare inkluderar:

a) element i grupperna III, IV, V och VI i det periodiska systemet, till exempel Si, Ge, Som, Se, Te;

b) legeringar av vissa metaller;

c) oxider (metalloxider);

d) sulfider (svavelföreningar);

e) selenider (föreningar med selen).

Resistansen hos halvledare beror på:

a) temperatur;

b) belysning;

c) närvaron av föroreningar.

Halvledares elektriska resistans minskar också när de belyses med ljus.

1. Halvledares inneboende konduktivitet.

Självledningsförmåga– elektrisk ledningsförmåga hos en kemiskt ren halvledare.

I en typisk halvledare (kiselkristall Si) atomer förenade kovalent (atomär) bindning. Vid rumstemperatur är medelenergin för termisk rörelse hos atomer i en halvledarkristall 0,04 eV. Detta är betydligt mindre än energin som krävs för att ta bort en valenselektron, till exempel från en kiselatom ( 1.1 eV). Men på grund av den ojämna fördelningen av termisk rörelseenergi eller på grund av yttre påverkan joniseras vissa kiselatomer. är bildade gratis elektroner och lediga platser i den kovalenta bindningen - den sk hål. Under påverkan av ett externt elektriskt fält sker en ordnad rörelse av fria elektroner och en ordnad rörelse i motsatt riktning av samma antal hål.

Elektronisk ledningsförmåga eller ledningsförmågan -typ(från lat. negativ– negativ) – ledningsförmåga hos halvledare på grund av elektroner.

Hålens ledningsförmåga eller ledningsförmågasid -typ(från latin positiv - positiv) - ledningsförmåga hos halvledare på grund av hål.

Således, inneboende konduktivitet halvledare beror på två typer av konduktivitet samtidigt - elektronisk Och hål.

2. Föroreningskonduktivitet hos halvledare.

Orenhetskonduktivitet– elektrisk ledningsförmåga hos halvledare, på grund av närvaron av föroreningar (föroreningar är atomer av främmande element).

Närvaron av en förorening i en halvledare ändrar avsevärt dess ledningsförmåga. Till exempel, när cirka 0,001 at.% bor införs i kisel, ökar dess ledningsförmåga med cirka 10^ gånger.

I grund och botten har föroreningsatomer en valens som skiljer sig med en från valensen för huvudatomerna.

Donatorföroreningar– föroreningar med högre valens som överförs till halvledaren elektronisk ledningsförmåga.

Halvledare (kisel) + donator (arsenik) = halvledare n-typ.

Acceptorföroreningar– föroreningar med lägre valens, som överförs till halvledaren hålets ledningsförmåga.

Halvledare (kisel) + acceptor (indium) = halvledare r-typ.

3. Halvledardioder och -trioder. Deras ansökan.

Funktionsprincipen för de flesta halvledarenheter är baserad på användningen av egenskaper sid- n-övergång.

Elektronhålsövergång(eller sid - n -övergång) – gränsen för kontakt mellan två halvledare med olika typer av konduktivitet.

Diffusion av elektroner och hål sker över gränsytan, och när de möts rekombinerar de.

Vid gränssnittet i en elektronisk halvledare finns positiva joner av donatorföroreningar kvar, och i en hålhalvledare bildas negativa joner av acceptorer. Den så kallade barriärskikt(elektriskt dubbelskikt), vars spänning E zap riktad från den elektroniska halvledaren till hålet ett. Genom detta dubbla lager kan de bryta igenom n-halvledare in sid- en halvledare innehåller bara de elektroner som har tillräckligt höga energier för detta. Ett externt elektriskt fält som appliceras på två olika halvledare, beroende på dess riktning, kan försvaga det blockerande lagrets fält.

Barriärskiktet har envägskonduktivitet: Det blockerande lagret tillåter ström att passera i motsatt riktning mot det blockerande lagrets fält, och tillåter inte ström att passera i den riktning som sammanfaller med det blockerande lagrets fält.

Halvledardiod- en enhet med en sid- n-övergång.

Ström-spänningskarakteristik– nuvarande beroende jag från spänning U, applicerad på dioden.

Halvledartriod ( eller transistor)- en enhet med två sid- n-övergångar.

Transistorer (som rörtrioder) tjänar till att förstärka svaga elektriska signaler.

Säkerhetsfrågor

1. Vilka ämnen kallas halvledare?

2. Hur skiljer sig halvledare från ledare och dielektrikum?

3. Vad beror halvledarnas elektriska ledningsförmåga på?

4. Vilka egenskaper hos halvledare används i termiska och fotoresistorer?

5. Vad är mekanismen för halvledares inneboende konduktivitet?

6. Hur bildas fria elektroner och hål?

7. Vad är mekanismen för föroreningskonduktivitet i halvledare?

8. Vilka föroreningar kallas donator, och vilka kallas acceptor?

9. Hur man förklarar envägsledning sid- n-övergång?

10. Vad är ström-spänningskarakteristik sid- n-övergång? Förklara förekomsten av framåt- och bakåtström.

11. Vilken riktning i en halvledardiod låter ström passera?

12. Vad är en halvledartriod (eller transistor)?