Физика 10 класс
І Тема: Электрический ток в полупроводниках. Электрическая
проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод.
ІІ Образовательные задачи.
Уяснить понятия полупроводника, изучить природу тока в чистых полупроводниках и при наличии примесей, пояснить зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещенности и ее объяснение на основе электронных представлений.
ІІІ Воспитательные задачи.
Формировать материалистическое мировоззрение и познавательный интерес к науке, осуществлять политехническое воспитание, расширять кругозор учащихся.
ІV Оборудование.
Таблицы, термо- и фотоэлемент полупроводниковые на подставке, гальванометр, спиртовка.
V Изучение нового материала.
Вниманию учащихся! Материал этой темы прорабатывайте строго по учебнику, так как много таблиц и графиков.
1. Характерные признаки полупроводников, зависимость сопротивления полупроводников от температуры и освещенности и ее объяснение на основе электронных представлений.
|
|
1.1. Полупроводники – вещества, удельное сопротивление которых имеет промежуточное значение между удельным сопротивлением металлов ( ) и удельным сопротивлением диэлектриков ( ).
Строение полупроводников.
Отличие проводников от полупроводников особенно проявляется при анализе зависимости их электропроводимости от температуры. Исследования показывают, что у ряда элементов (кремний, германий, селен, индий, мышьяк и др.) и соединений (РЬЅ, СdЅ, GaАs и др.) удельное сопротивление с увеличением температуры не растёт, как у металлов, а, наоборот, чрезвычайно резко уменьшается. Такое свойство присуще именно полупроводником.
На рис.1 представлен кремний – 4-х валентный элемент.
Рис.1
При нагревании кремния кинетическая энергия частиц повышается, и наступает разрыв отдельных связей. Некоторые электроны покидают свои «проторённые пути» и становятся свободными, подобно электронам в металле. В электрическом поло они перемещаются между узлами решётки, создавая электрический ток (рис.2).
Рис.2
Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью.
При повышении температуры число разорванных связей, а значит, и свободных электронов увеличивается. При нагревании от 300 до 700 К число свободных носителей заряда увеличивается от до . Это приводит к уменьшению сопротивления.