Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

 

3. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ У РІЗНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

 

3.4. СТРУМ У НАПІВПРОВІДНИКАХ

 

Напівпровідники — це речовини, питомий опір яких дуже швидко зменшується з підвищенням температури (Gе, Sі, Те та ін.). Із графіка (рис. 38) видно, що за температур, близьких до абсолютного нуля, питомий опір дуже великий. Це означає, що за низьких температур напівпровідник поводиться як діелектрик.

 

 

Рис. 38

 

Щоб зрозуміти механізм виникнення провідності напівпровідників з підвищенням температури, необхідно знати будову напівпровідникових кристалів і природу зв’язку, що утримує атоми кристала один навколо одного. Для прикладу розглянемо кристал кремнію. Кремній — чотиривалентний елемент. Це означає, що на зовнішній оболонці містяться чотири електрони, що порівняно слабко пов’язані з ядром. Кількість найближчих сусідів кожного атома Силіцію також дорівнює чотирьом. Двовимірна структура кристала Силіцію зображена на рис. 39.

 

Рис. 39

 

У чистих напівпровідниках між атомами діє ковалентний зв’язок. Кожний атом обмінюється валентними електронами з чотирма сусідами. При теплових співударах атомів якийсь із електронів, отримавши порцію енергії, може покинути зв’язок з атомом — утворюється вільний електрон, а відсутній міжатомний зв’язок називається «дірка», яка є еквівалентною позитивному заряду. За кімнатних температур концентрація вільних електронів і дірок мала. Таким чином, у чистих напівпровідниках є носії зарядів двох типів: електрони і дірки. Провідність за цих умов називають власного провідністю напівпровідників.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити