Электропроводимость полупроводников.

 

Зависит от:

- температуры

- наличия примесей

- электрического поля

- действие света

- ионизирующих излучений

- сжатия

 

Под действием внешних воздействий в чистых (т.е. без примесей) полупроводниках происходит разрыв ковалентной связи между электроном и ядром и электрон захватывается другим атомом. На атом, откуда перешёл электрон, входит другой электрон из другого атома и т. д.

Принято считать:

1. свободное место в электронной оболочке атома, откуда ушел электрон, назвать «дыркой»

2. «дырка» имеет положительный заряд и меньшую подвижность

3. перемещение «дырок» противоположно движению электронов

4. электрическую проводимость полупроводников назвать электронно-дырочной проводимостью или собственной проводимостью

 

Чистые полупроводники применяются редко (только при ионизации), наибольшее распространение получили полупроводники с примесями, т.к. резко возрастает их проводимость.

Основными полупроводниковыми элементами являются германий и кремний, находящиеся в 4-группе таблицы Менделеева. Примесями для них служат атомы трехвалентного или пятивалентного химического элемента.

При внесении пятивалентного элемента (например, мышьяка) образуется избыток электронов и полупроводник проводит электрический ток подобно металлам. Такой полупроводник называют «n-типа» («negative»), у которых заряд основных носителей – отрицательный. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.

При внесении трехвалентного элемента (например, индия) образуется избыток дырок. Такой полупроводник называют «p-типа» («positive»), у которых заряд основных носителей – положительный. Примеси в этом случае называются акцепторными.

 

Принцип работы полупроводниковых диодов.

Диод - полупроводниковый прибор, который пропускает ток только в одном направлении.

Диод имеет два электрода: анод подсоединен к «+», катод подсоединен к «-».

ВАХ диода:

Конструкция диодов.

 

Диод состоит из пластинки полупроводникового материала (кремния или германия), одна часть пластинки обладает электропроводимостью p-типа, другая обладает электропроводимостью n-типа. Слой между ними называется p-n переходом.

 

 

Диоды применяют для выпрямления переменного тока:

 

Схема однополупериодного выпрямителя

Схема двух-полупериодного выпрямителя

Мостовая схема выпрямителя

VD3 – VD6 – выпрямительные диоды

 

Контрольные вопросы

 

1. Что в теории полупроводников принято называть дыркой?

2. Что такое n-полупроводник и как его получают?

3. Что такое р-полупроводник и как его получают?

4. Объясните механизм образования электронной и дырочной составляющих то­ка в полупроводнике.

5. Что такое электронно-дырочный переход?

 

Типы диодов

Выпрямительные диоды

предназначены для преобразования переменного напряжения промышленной частоты (50 или 400 Гц) в постоянное.

Основные параметры:

- максимальный прямой ток Iпр max

- максимально допустимое обратное напряжение Uобр max

Выпрямительные диоды бывают:

- диоды малой мощности до 0,3 А

- средней мощности 0,3….10 А

- большой мощности свыше 10 А,

 

Стабилитроны

предназначенны для стабилизации напряжения.

Условное обозначение:

 

Основные параметры:

- напряжение стабилизации Uст;

- минимальный Iст мин и максимальный Iст макс токи стабилизации;

В стабилитронах используется явление электрического лавинного пробоя. При этом при изменении тока через диод напряжение изменяется на нем незначительно.