Презентація на тему: «Електропровідність в напівпровідниках» Виконали: Учні 9-А класу, Войцик А., Єжкова А., Копієвська Н., Ревенко О., Саражан Д. Керівник: - презентация

1

2 Презентація на тему: «Електропровідність в напівпровідниках» Виконали: Учні 9-А класу, Войцик А., Єжкова А., Копієвська Н., Ревенко О., Саражан Д. Керівник: Школьник Тетяна Володимирівна

3 в НАПІВПРОВІДНИКАХ Електропровідність – здатність речовини проводити електричний струм. Електропровідність виникає в електричному полі. Електропровідність властива усім речовинам, але для того, щоб вона була значною, необхідно, щоб в речовині були вільні заряди.

4 Основне про напівпровідники Основне про напівпровідники Власні напівпровідники зазвичай мають невелику концентрацію вільних носіїв заряду – електронів та дірок – що залежить від ширини в напівпровідниках забороненої зони та температури. *Арсенід галію Заборонена зона – проміжок енергій, в якому не існує делокалізованих одноелектронних станів. Найчастіше цей термін застосовується для проміжку заборонених значень енергії між валентною зоною та зоною провідності. Зона провідності Валентна зона При збільшенні температури концентрація вільних електронів та дірок дуже швидко зростає. Ефект цього зростання набагато перевищує ефект від збільшення частоти актів розсіяння, тож провідність власних напівпровідників різко збільшується при високих температурах. Іншим фактором, що збільшує провідність власних напівпровідників, є створення підвищеної концентрації вільних носіїв заряду світловим опроміненням або інжекцією. При поглинанні кванта світла з енергією більшою за ширину забороненої зони в напівпровіднику утворюється пара носіїв заряду, електрон переходить з валентної зони у зону провідності, залишаючи за собою дірку. Якщо до освітленого напівпровідника прикласти напругу, то в напівпровіднику потече доволі значний струм. Така провідність називається фотопровідністю. Аналогічну провідність можна створити при опроміненні швидкими частками.

5 Фізичні властивості напівпровідників O Напівпровідник – матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика і відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідності з ростом температури. O Напівпровідниками є речовини, ширина забороненої зони яких складає порядку декількох електрон-вольт (еВ). Наприклад, алмаз можна віднести до широкозонних напівпровідників, а арсенід індію – до вузькозонних. До числа напівпровідників відносяться багато хімічних елементів (германій, кремній, селен, телур, миш'як та інші), величезна кількість сплавів і хімічних сполук (арсенід галію та ін.) Майже всі неорганічні речовини навколишнього світу - напівпровідники. Найпоширенішим у природі напівпровідником є кремній, що становить майже 30% земної кори. O Залежно від того, чи віддає домішковий атом електрон або захоплює його, його називають донорним або акцепторним. Характер домішки може змінюватися в залежності від того, який атом решітки вона заміщує, в яку кристалографічну площину вбудовується. O Провідність напівпровідників сильно залежить від температури. Поблизу абсолютного нуля температури напівпровідники мають властивості діелектриків.

6 Елементами-напівпровідниками є: B Бор Si Силіцій P Фосфор S Сульфур (Сірка) Ge Германій As Арсен Se Селен Sn Станум (Олово) Sb Стибій Te Телур I Йод SiC SiGe AlSb AlAs AlN AlP BN BP BAs GaSb GaAs GaN GaP InSb InAs InN InP AlGaAs InGaAs InGaP AlInAs AlInSb GaAsN GaAsP AlGaN AlGaP InGaN InAsSb InGaSb AlGaInP InAlGaP InGaAl AlInGaP AlGaAsP InGaAsP AlInAsP AlGaAsN InGaAsN InAlAsN GaAsSbN GaInNAsSb GaInAsSbP CdSe CdS CdTe ZnO ZnSe ZnS ZnTe CdZnTe HgCdTe HgZnTe HgZnSe CuCl PbSe PbS PbTe SnS SnTe PbSnTe Tl 2 SnTe 5 Tl 2 GeTe 5 Bi 2 Te 3 Cd 3 P 2 Cd 3 As 2 Cd 3 Sb 2 Zn 3 P 2 Zn 3 As 2 Zn 3 Sb 2 І багато-багато інших...

7 Зонна структура напівпровідників В залежності від концентрації домішок напівпровідники діляться на власні (без домішок), n-типу (донори), p-типу (акцептори) і компенсовані (концентрація донорів урівноважує концентрацію акцепторів, й напівпровідник веде себе, як власний). При дуже високій концентрації домішок напівпровідник стає виродженим і веде себе, як метал. У напівпровідникових приладах використовуються унікальні властивості контакту областей напівпровідника, одна з яких належить до n-типу, інша до p-типу – так званих p-n переходів. p-n переходи проводять струм лише в одному напрямку.

8 Властивості напівпровідникових приладів вигідно відрізняють їх від інших електронних приладів. До цих властивостей відносяться малі габарити, вага і споживання потужності, велика механічна міцність, відсутність споживання потужності на нагрівання. Заміна лампової схеми на напівпровідникову дозволяє скоротити об єм і споживану потужність більше, ніж у 10 разів. Також вони мають високу робочу температуру, в залежності від матеріалу. Сучасні напівпровідникові прилади здатні працювати до годин. Потужність, що розсіюється на силовому напівпровідниковому посилювальному приладі – транзисторі – досягає сотні Ватт. Силові напівпровідникові діоди працюють зі струмами в сотні Ампер. Сутність напівпровідників Напівпровідники – це казкові речови - ни. В них можна контролювати струм. ( Т. Школьник ) АЛЕ Основними недоліками напівпровідникових приладів є те, що вони зовсім не виносять перевантаження напруги і їх характеристики залежать від температури ; крім того, вони шумлять більше, ніж вакуумні лампи.

9 * Окрім кремнію широко використовуються арсенід галію, арсенід алюмінію, германій та багато інших. В останні роки дедалі популярніші органічні напівпровідники. * Органічні напівпровідники, в основному застосовуються, наприклад, у копіювальній техніці, а саме у сканерах- принтерах. * Кремній найчастіше використовується в діодах, світлодіодах, транзисторах, випрямлячах і інтегральних схемах (чипах). * Напівпровідники використовуються також в сонячних елементах.

10 1. Вид провідності, що виникає при прикладенні напруги до освітленого напівпровідника ФОТОПРОВІДНІСТЬ 2. Збільшення провідності напівпровідника світловим опроміненням. ІНЖЕКЦІЯ 3. Проміжок енергії, що в ньому не існує делокалізованих одноелектронних станів. ЗАБОРОНЕНАЗОНА 4. Найуживаніший серед пристроїв, що працює на основі органічних напівпровідників, в якому також використовується фотопровідність. ПРИНТЕР 5. Квазічастинка у напівпровіднику, що за своєю природою відповідає відсутності електрона у валентній зоні. ДІРКА 6. Коштовний безбарвний прозорий мінерал, що є широкозонним напівпровідником. АЛМАЗ

11 ПОСИЛАННЯ НА ПРЕЗЕНТАЦІЮ Для детального перегляду:

12 THE END Кінець