Prezentare pe tema „conductoare într-un câmp electric”. Prezentare pe tema „conductoare și dielectrice” Prezentare pe tema conductorilor în câmp electrostatic

Conductori într-un câmp electric Sarcini libere - particule încărcate de același semn care se pot mișca sub influența unui câmp electric Sarcini legate - sarcini opuse care formează atomii (sau moleculele) care nu se pot mișca independent unele de altele sub influența unui câmp electric camp substante conductori dielectrici semiconductori

Orice mediu slăbește puterea câmpului electric

Caracteristicile electrice ale unui mediu sunt determinate de mobilitatea particulelor încărcate din acesta

Metal conductor, soluții de săruri, acizi, aer umed, plasma, corpul uman

Acesta este un corp, în interiorul căruia conține o cantitate suficientă de sarcini electrice libere care se pot deplasa sub influența unui câmp electric.

Dacă un conductor neîncărcat este introdus într-un câmp electric, atunci purtătorii de sarcină încep să se miște. Ele sunt distribuite astfel încât câmpul electric creat de ei să fie opus câmpului extern, adică câmpul din interiorul conductorului va fi slăbit. Sarcinile vor fi redistribuite până când sunt îndeplinite condițiile pentru echilibrul sarcinilor pe conductor, adică:

un conductor neutru introdus într-un câmp electric rupe liniile de tensiune. Ele se termină cu sarcini induse negative și încep pe cele pozitive.

Fenomenul de separare spațială a sarcinilor se numește inducție electrostatică. Câmp propriu de sarcini induse cu un grad înalt precizia compensează câmpul extern din interiorul conductorului.

Dacă conductorul are cavitatea internă, atunci câmpul va fi și el absent în interiorul cavității. Această împrejurare este utilizată la organizarea protecției echipamentelor împotriva câmpurilor electrice.

Electrificarea unui conductor într-un câmp electrostatic extern prin separarea sarcinilor pozitive și negative deja prezente în el în cantități egale se numește fenomen de inducție electrostatică, iar sarcinile redistribuite în sine se numesc induse. Acest fenomen poate fi folosit pentru a electriza conductoarele neîncărcate.

Un conductor neîncărcat poate fi electrificat prin contact cu un alt conductor încărcat.

Distribuția sarcinilor pe suprafața conductorilor depinde de forma acestora. Pe puncte se observă densitatea maximă de încărcare, în timp ce în interiorul depresiunilor se reduce la minimum.

Proprietatea sarcinilor electrice de a se concentra în stratul apropiat de suprafață al conductorului a fost folosită pentru a obține diferențe semnificative de potențial prin metoda electrostatică. Pe fig. este prezentată o diagramă a unui generator electrostatic utilizat pentru a accelera particulele elementare.

Conductor sferic 1 diametru mare se află pe o coloană izolatoare 2. O bandă dielectrică închisă 3 se deplasează în interiorul coloanei, antrenată de tamburi 4. De la un generator de înaltă tensiune, o sarcină eclectică este transferată pe bandă printr-un sistem de conductori ascuțiți 5 și o placă de împământare. 6 este situat pe partea din spate a benzii, încărcăturile sunt îndepărtate de pe bandă printr-un sistem de puncte 7 și curg în jos pe o sferă conducătoare. Valoarea sarcinii maxime care se poate acumula pe sferă este determinată de scurgerea de pe suprafața conductorului sferic. În practică, generatoare cu un design similar cu un diametru al sferei de 10–15 m pot fi utilizate pentru a obține o diferență de potențial de ordinul a 3–5 milioane de volți. Pentru a crește sarcina sferei, întreaga structură este uneori plasată într-o cutie umplută cu gaz comprimat, ceea ce reduce intensitatea ionizării.

http://www.physbook.ru/images/0/02/Img_T-68-004.jpg

http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/uchpos/text/2_2.html

http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/course_files/el13.JPG

CONDUCTOARE SI DIELECTRICE IN DOMENIUL ELECTRIC

Curs de bază


  • Conductorii sunt substanțe în care există sarcini electrice libere care se pot deplasa sub influența unui câmp electric arbitrar slab.

DIRECTORII

IONIZAT

GAZE

METALELE

ELECTROLIȚI




Protecție electrostatică- un fenomen conform căruia este posibil să se protejeze câmpul electric prin „ascunderea” de acesta în interiorul unei învelișuri închise dintr-un material conductiv electric (de exemplu, metal).

Protecție electrostatică.


Fenomenul a fost descoperit de Michael Faraday în 1836. El a observat că un câmp electric extern nu poate pătrunde în interiorul unei cuști metalice împământate. Principiul de funcționare Cuști Faraday este că sub acțiunea unui câmp electric extern, electronii liberi din metal încep să se miște și creează o sarcină pe suprafața celulei, care compensează complet acest câmp extern.




Dielectricii (sau izolatorii) sunt substanțe care conduc electricitatea relativ slab (comparativ cu conductorii).

  • În dielectrici, toți electronii sunt legați, adică aparțin atomilor individuali, iar câmpul electric nu îi rupe, ci îi deplasează doar ușor, adică îi polarizează. Prin urmare, în interiorul dielectricului poate exista un câmp electric, dielectricul are un anumit efect asupra câmpului electric

Dielectricii sunt împărțiți în polarȘi nepolar .


Dielectricii polari

constau din molecule în care centrele de distribuție a sarcinilor pozitive și negative nu coincid. Astfel de molecule pot fi reprezentate ca două puncte identice în modul opus taxe situate la oarecare distanță unul de celălalt, numit dipol .


Dielectrice nepolare

constau din atomi și molecule în care centrele de distribuție a sarcinilor pozitive și negative coincid.


Polarizarea dielectricilor polari.

  • Plasarea unui dielectric polar într-un câmp electrostatic (de exemplu, între două plăci încărcate) duce la o întoarcere și deplasarea dipolilor orientați anterior aleatoriu de-a lungul câmpului.

Inversarea are loc sub acțiunea unei perechi de forțe aplicate din partea câmpului la două sarcini ale dipolului.

Deplasarea dipolilor se numește polarizare. Cu toate acestea, doar polarizarea parțială are loc din cauza mișcării termice. În interiorul dielectricului, sarcinile pozitive și negative ale dipolilor se compensează reciproc, iar pe suprafața dielectricului apare o sarcină legată: negativă pe partea plăcii încărcate pozitiv și invers.



Polarizarea dielectricilor nepolari

Un dielectric nepolar într-un câmp electric polarizează și el. Sub influența unui câmp electric, sarcinile pozitive și negative dintr-o moleculă sunt deplasate în direcții opuse, astfel încât centrele de distribuție a sarcinii sunt deplasate, ca în moleculele polare. Axa dipolului indus de câmp este orientată de-a lungul câmpului. Sarcinile legate apar pe suprafețele dielectrice adiacente plăcilor încărcate.


Un dielectric polarizat creează în sine un câmp electric.

Acest câmp slăbește câmpul electric extern din interiorul dielectricului

Gradul acestei atenuări depinde de proprietățile dielectricului.

Scăderea intensității câmpului electrostatic în materie față de câmpul în vid este caracterizată de permisivitatea relativă a mediului.



Conductoare într-un câmp electric

Dielectricii într-un câmp electric

1. Există electroni liberi

1. Nu există transportatori de taxe gratuite.

2.electronii sunt colectați pe suprafața conductorului

2. Într-un câmp electric, moleculele și atomii se întorc astfel încât, pe de o parte, apare o sarcină pozitivă în exces în dielectric, iar pe de altă parte, o sarcină negativă

3. Nu există câmp electric în interiorul conductorului

3. Câmpul electric din interiorul conductorului slăbește de ε ori.

4. Conductorul poate fi împărțit în 2 părți într-un câmp electric, iar fiecare parte va fi încărcată cu semne diferite.

4. Dielectricul poate fi împărțit în 2 părți într-un câmp electric, dar fiecare dintre ele va fi neîncărcat


Întrebări de control

1 . Ce substanțe se numesc conductoare?

2 Ce sarcini electrice se numesc libere?

3. Ce particule sunt purtătoare de încărcături gratuite în metale?

4. Ce se întâmplă într-un metal plasat într-un câmp electric?

5. Cum i se comunică zorii distribuite peste dirijor d?


ÎNTREBĂRI DE CONTROL.

6. Dacă un conductor într-un câmp electric este împărțit în două părți, cum vor fi încărcate aceste părți?

7. Pe ce principiu se bazează protecția electrostatică?

8. Ce substanțe se numesc dielectrice?

9. Ce sunt dielectricii? Care este diferența?

10. Explicați comportamentul unui dipol într-un câmp electric extern.


11. Cum se produce polarizarea dielectrică.

12. Dacă un dielectric plasat într-un câmp electric este împărțit la jumătate, care va fi sarcina fiecărei părți?

13. Un nor încărcat negativ trece peste paratrăsnet. Explicați pe baza conceptelor electronice de ce apare o sarcină pe vârful unui paratrăsnet. Care este semnul lui?







Pe suprafața sferei, conurile decupează mici secțiuni sferice și care pot fi considerate plate. A r1r1 r2r2 S1S1 S2S2, sau Conurile sunt similare între ele, deoarece unghiurile de la vârf sunt egale. Din similitudine rezultă că ariile bazelor sunt legate ca pătratele distanțelor și de la punctul A la locuri și, respectiv. Prin urmare,






Suprafețe echipotențiale Un curs aproximativ al suprafețelor echipotențiale pentru un anumit moment de excitare a inimii este prezentat în figură. Într-un câmp electric, suprafața unui corp conductor de orice formă este o suprafață echipotențială. Liniile punctate indică suprafețele echipotențiale, numerele de lângă ele indică valoarea potențială în milivolți.












Constanta dielectrică a substanțelor Substanța ε ε Gaze și vapori de apă Azot Hidrogen Aer Vid Vapori de apă (la t=100 ºС) Heliu Oxigen Dioxid de carbon Lichide Azot lichid (la t= -198,4 ºС) Benzină Apă Hidrogen lichid (la t= -252, 9 ºС) Heliu lichid (la t= -269 ºC) Glicerina 1,0058 1,006 1,4 1,9–2,0 81 1,2 1,05 43 Oxigen lichid (la t= -192,4 ºС) Ulei de transformare Alcool Eter Hârtii Lemnuri solide gheata uscata(la t= –10 ºС) Parafină Cauciuc Mică Sticlă Bariu titan Porțelan Chihlimbar 1,5 2,2 26 4,3 5,7 2,2 2,2–3,7 70 1,9–2,2 3,0 –6,0 5,7–7,2 6,0–10,4–10,4–6,8






Literatură O. F. Kabardin „Fizica. Materiale de referinta". O. F. Kabardin „Fizica. Materiale de referinta". A. A. Pinsky „Fizica. Tutorial pentru școlile de clasa a 10-a și clasele cu studiu aprofundat al fizicii. A. A. Pinsky „Fizica. Manual pentru școlile și clasele de clasa a 10-a cu studiu aprofundat al fizicii. G. Ya. Myakishev „Fizica. Clasele de electrodinamică. G. Ya. Myakishev „Fizica. Clasele de electrodinamică. Jurnalul „Quantum”. Jurnalul „Quantum”.



slide 2

Conductori și dielectrici într-un câmp electric Particulele încărcate care se pot mișca liber într-un câmp electric se numesc sarcini libere, iar substanțele care le conțin se numesc conductoare. Conductorii sunt metale, soluții lichide și topituri de electroliți. Sarcinile libere din metal sunt electronii învelișurilor exterioare ale atomilor care și-au pierdut contactul cu ei. Acești electroni, numiți electroni liberi, sunt liberi să se deplaseze prin corpul metalic în orice direcție. În condiții electrostatice, adică atunci când sarcinile electrice sunt staționare, intensitatea câmpului electric din interiorul conductorului este întotdeauna zero. Într-adevăr, dacă presupunem că există încă un câmp în interiorul conductorului, atunci forțele electrice proporționale cu intensitatea câmpului vor acționa asupra sarcinilor libere din acesta, iar aceste sarcini vor începe să se miște, ceea ce înseamnă că câmpul va înceta să mai fie electrostatic. . Astfel, în interiorul conductorului nu există câmp electrostatic.

slide 3

Substanțele în care nu există încărcături libere se numesc dielectrice sau izolatori. Ca exemple de dielectrici pot servi diverse gaze, unele lichide (apa, benzina, alcool etc.), precum si multe substante solide (sticla, portelan, plexiglas, cauciuc etc.). Există două tipuri de dielectrici - polari și nepolari. Într-o moleculă dielectrică polară, sarcinile pozitive sunt predominant într-o parte a acesteia (polul „+”), iar sarcinile negative se află în cealaltă (polul „-”). Într-un dielectric nepolar, sarcinile pozitive și negative sunt distribuite egal în întreaga moleculă. Momentul dipol electric este o mărime fizică vectorială care caracterizează proprietățile electrice ale unui sistem de particule încărcate (distribuția sarcinii) în sensul câmpului creat de acesta și al acțiunii câmpurilor externe asupra acestuia. Cel mai simplu sistem de sarcini care are un anumit moment dipol (independent de alegerea originii) diferit de zero este un dipol (particule cu două puncte cu sarcini opuse de aceeași mărime)

slide 4

Momentul dipolului electric al dipolului este egal în valoare absolută cu produsul dintre valoarea sarcinii pozitive și distanța dintre sarcini și este direcționat de la sarcina negativă la cea pozitivă, sau: unde q este mărimea sarcinilor , l este un vector cu un început într-o sarcină negativă și un sfârșit într-o sarcină pozitivă. Pentru un sistem de N particule, momentul dipolului electric este: Unitățile de sistem pentru momentul dipolului electric nu au un nume special. În SI, este doar Cm. Momentul dipol electric al moleculelor se măsoară de obicei în debye: 1 D = 3,33564 10−30 C m.

slide 5

Polarizare dielectrică. Când un dielectric este introdus într-un câmp electric extern, în el are loc o oarecare redistribuire a sarcinilor care alcătuiesc atomii sau moleculele. Ca rezultat al acestei redistribuiri, pe suprafața probei dielectrice apar sarcini legate necompensate în exces. Toate particulele încărcate care formează sarcini legate macroscopice sunt încă parte din atomii lor. Sarcinile legate creează un câmp electric, care în interiorul dielectricului este direcționat opus vectorului intensității câmpului extern. Acest proces se numește polarizare dielectrică. Ca urmare, câmpul electric total din interiorul dielectricului se dovedește a fi mai mic în valoare absolută decât câmpul extern. Mărimea fizică egală cu raportul dintre modulul intensității câmpului electric extern în vid E0 și modulul intensității câmpului total într-un dielectric omogen E se numește permittivitatea substanței:

slide 6

Există mai multe mecanisme de polarizare a dielectricilor. Principalele sunt polarizările de orientare și deformare. Polarizarea orientativă sau dipolară apare în cazul dielectricilor polari formați din molecule în care centrele de distribuție a sarcinilor pozitive și negative nu coincid. Astfel de molecule sunt dipoli electrici microscopici - o combinație neutră de două sarcini, egale ca mărime și cu semn opus, situate la o anumită distanță una de cealaltă. De exemplu, o moleculă de apă are un moment dipol, precum și molecule ale unui număr de alți dielectrici (H2S, NO2 etc.). În absența unui câmp electric extern, axele dipolilor moleculari sunt orientate aleatoriu datorită mișcării termice, astfel încât pe suprafața dielectrică și în orice element de volum incarcare electrica este zero în medie. Când un dielectric este introdus într-un câmp extern, are loc o orientare parțială a dipolilor moleculari. Ca rezultat, pe suprafața dielectricului apar sarcini legate macroscopice necompensate, creând un câmp îndreptat către câmpul extern.

Slide 7

Polarizarea dielectricilor polari depinde în mare măsură de temperatură, deoarece mișcarea termică a moleculelor joacă rolul unui factor de dezorientare. Figura arată că într-un câmp extern, forțe direcționate opus acționează pe polii opuși ai unei molecule dielectrice polare, care încearcă să rotească molecula de-a lungul vectorului intensității câmpului.

Slide 8

Mecanismul de deformare (sau elastic) se manifestă în timpul polarizării dielectricilor nepolari, ale căror molecule nu posedă un moment dipol în absența unui câmp extern. În timpul polarizării electronilor sub acțiunea unui câmp electric, învelișurile de electroni ale dielectricilor nepolari sunt deformate - sarcinile pozitive sunt deplasate în direcția vectorului, iar sarcinile negative în direcția opusă. Ca rezultat, fiecare moleculă se transformă într-un dipol electric, a cărui axă este îndreptată de-a lungul câmpului extern. Pe suprafața dielectricului apar sarcini legate necompensate, creând propriul lor câmp îndreptat către câmpul exterior. Acesta este modul în care are loc polarizarea unui dielectric nepolar. Un exemplu de moleculă nepolară este molecula de metan CH4. În această moleculă, ionul de carbon ionizat de patru ori C4– este situat în centrul unei piramide obișnuite, în vârful căreia se află ioni de hidrogen H+. Când se aplică un câmp extern, ionul de carbon este deplasat din centrul piramidei, iar molecula are un moment dipol proporțional cu câmpul extern.

Slide 9

În cazul dielectricilor cristalini solizi, se observă un fel de polarizare de deformare - așa-numita polarizare ionică, în care ionii de diferite semne care alcătuiesc rețeaua cristalină, atunci când se aplică un câmp exterior, sunt deplasați în direcții opuse, ca rezultatul căruia pe fețele cristalului apar sarcini legate (necompensate). Un exemplu de astfel de mecanism este polarizarea unui cristal de NaCl, în care ionii Na+ și Cl– formează două subrețele imbricate. În absența unui câmp extern, fiecare celulă unitară a cristalului de NaCl este neutră din punct de vedere electric și nu are un moment dipol. Într-un câmp electric extern, ambele subrețele sunt deplasate în direcții opuse, adică cristalul este polarizat.

Slide 10

Figura arată că un câmp extern acționează asupra unei molecule dielectrice nepolare, mișcând sarcini opuse în interiorul acesteia în laturi diferite, drept urmare această moleculă devine asemănătoare cu o moleculă dielectrică polară, fiind orientată de-a lungul liniilor de câmp. Deformarea moleculelor nepolare sub acțiunea unui câmp electric extern nu depinde de mișcarea lor termică, deci polarizarea unui dielectric nepolar nu depinde de temperatură.

slide 11

Fundamentele teoriei benzilor unei stări solide Teoria benzilor este una dintre secțiunile principale ale teoriei cuantice a unei stări solide, care descrie mișcarea electronilor în cristale și stă la baza teoria modernă metale, semiconductori și dielectrici. Spectrul energetic al electronilor dintr-un solid diferă semnificativ de spectrul energetic al electronilor liberi (care este continuu) sau spectrul electronilor aparținând atomilor individuali izolați (discret cu un anumit set de niveluri disponibile) - constă din benzi separate de energie permise separate prin benzi de energie interzise. Conform postulatelor mecanicii cuantice ale lui Bohr, într-un atom izolat, energia unui electron poate lua valori strict discrete (un electron are o anumită energie și se află într-unul dintre orbitali).

slide 12

În cazul unui sistem de mai mulți atomi uniți printr-o legătură chimică, nivelurile de energie electronică sunt împărțite într-o cantitate proporțională cu numărul de atomi. Măsura divizării este determinată de interacțiunea învelișurilor de electroni ale atomilor. Odată cu o creștere suplimentară a sistemului la un nivel macroscopic, numărul de niveluri devine foarte mare, iar diferența de energii ale electronilor aflați în orbitalii vecini, respectiv, este foarte mică - nivelurile de energie sunt împărțite în două seturi discrete practic continue. - benzi energetice.

slide 13

Cea mai mare dintre benzile de energie permise în semiconductori și dielectrici, în care la o temperatură de 0 K toate stările de energie sunt ocupate de electroni, se numește banda de valență, urmată de banda de conducție. Conform principiului de aranjare reciprocă a acestor zone, toate substanțele solide sunt împărțite în trei grupe mari: conductori - materiale în care banda de conducție și banda de valență se suprapun (nu există decalaj de energie), formând o zonă, numită bandă de conducție ( astfel, un electron se poate mișca liber între ele, după ce a primit orice energie admisibil de mică); dielectrice - materiale în care zonele nu se suprapun și distanța dintre ele este mai mare de 3 eV (pentru a transfera un electron din banda de valență în banda de conducție, este necesară o energie semnificativă, prin urmare dielectricii practic nu conduc curentul); semiconductori - materiale în care zonele nu se suprapun, iar distanța dintre ele (banda gap) se află în intervalul 0,1–3 eV (pentru a transfera un electron din banda de valență în banda de conducție, este necesară mai puțină energie decât pentru un dielectric, prin urmare, semiconductorii puri conduc puțin curent.

Slide 14

Gap-ul de bandă (decalajul de energie dintre benzile de valență și de conducere) este o mărime cheie în teoria benzilor și determină proprietățile optice și electrice ale materialului. Tranziția unui electron de la banda de valență la banda de conducție se numește procesul de generare a purtătorilor de sarcină (negativ - un electron și pozitiv - o gaură), iar tranziția inversă se numește proces de recombinare.

slide 15

Semiconductorii sunt substanțe a căror bandă interzisă este de ordinul câțiva electroni volți (eV). De exemplu, diamantul poate fi atribuit semiconductorilor cu decalaj larg, iar arseniura de indiu - celor cu decalaj îngust. Mulți semiconductori sunt elemente chimice(germaniu, siliciu, seleniu, telur, arsen și altele), un număr mare de aliaje și compuși chimici (arseniură de galiu etc.). Cel mai comun semiconductor din natură este siliciul, care reprezintă aproape 30% din scoarța terestră. Un semiconductor este un material care, în ceea ce privește conductivitatea sa, ocupă o poziție intermediară între conductori și dielectrici și diferă de conductori prin dependența sa puternică de conductivitate de concentrația de impurități, temperatură și expunere. diferite feluri radiatii. Principala proprietate a unui semiconductor este o creștere a conductibilității electrice odată cu creșterea temperaturii.

slide 16

Semiconductorii se caracterizează atât prin proprietățile conductorilor, cât și prin dielectrici. În cristalele semiconductoare, electronii au nevoie de aproximativ 1-2 10-19 J (aproximativ 1 eV) de energie pentru a fi eliberați din atom, față de 7-10 10-19 J (aproximativ 5 eV) pentru dielectrici, care caracterizează principala diferență dintre semiconductori și dielectrici. Această energie apare în ele când temperatura crește (de exemplu, când temperatura camerei nivelul de energie al mișcării termice a atomilor este de 0,4 10−19 J), iar electronii individuali primesc energie pentru a se desprinde din nucleu. Își părăsesc nucleele, formând electroni liberi și găuri. Odată cu creșterea temperaturii, numărul de electroni liberi și găuri crește, prin urmare, într-un semiconductor care nu conține impurități, rezistivitatea electrică scade. În mod convențional, se obișnuiește să se considere drept semiconductori elemente cu o energie de legare a electronilor mai mică de 2-3 eV. Mecanismul electron-gaură de conducere se manifestă în semiconductori intrinseci (adică fără impurități). Se numește conductivitate electrică intrinsecă a semiconductorilor.

Slide 17

Probabilitatea unei tranziții electronice de la banda de valență la banda de conducere este proporțională cu (-Еg/kT), unde Еg este banda interzisă. Cu o valoare mare de Еg (2-3 eV), această probabilitate se dovedește a fi foarte mică. Astfel, împărțirea substanțelor în metale și nemetale are o bază bine definită. În schimb, împărțirea nemetalelor în semiconductori și dielectrici nu are o astfel de bază și este pur arbitrară.

Slide 18

Conductivitate intrinsecă și impurități Semiconductorii în care apar electroni liberi și „găuri” în procesul de ionizare a atomilor din care este construit întregul cristal se numesc semiconductori cu conductivitate intrinsecă. În semiconductori cu conductivitate intrinsecă, concentrația de electroni liberi este egală cu concentrația de „găuri”. Conductivitate la impurități Cristalele cu conductivitate la impurități sunt adesea folosite pentru a crea dispozitive semiconductoare. Astfel de cristale sunt realizate prin introducerea de impurități cu atomi ai unui element chimic pentavalent sau trivalent.

Slide 19

Semiconductori electronici (n-tip) Termenul „n-tip” este derivat din cuvântul „negativ”, care se referă la sarcina negativă a purtătorilor majoritari. O impuritate a unui semiconductor pentavalent (de exemplu, arsen) este adăugată unui semiconductor tetravalent (de exemplu, siliciu). În procesul de interacțiune, fiecare atom de impuritate intră într-o legătură covalentă cu atomii de siliciu. Cu toate acestea, nu există loc pentru al cincilea electron al atomului de arsen în legăturile de valență saturate și se rupe și se transformă într-unul liber. ÎN acest caz transferul de sarcină este efectuat de un electron, nu de o gaură, adică acest tip de semiconductor conduce curentul electric ca metalele. Impuritățile care se adaugă la semiconductori, în urma cărora se transformă în semiconductori de tip n, se numesc impurități donatoare.

Slide 20

Semiconductori de gaură (tip p) Termenul „tip p” provine de la cuvântul „pozitiv”, desemnând sarcina pozitivă a purtătorilor majoritari. Acest tip de semiconductori, pe lângă baza de impurități, se caracterizează prin natura găurii a conductivității. O cantitate mică de atomi ai unui element trivalent (de exemplu, indiu) este adăugată la un semiconductor tetravalent (de exemplu, siliciu). Fiecare atom de impuritate stabilește o legătură covalentă cu trei atomi de siliciu învecinați. Pentru a stabili o legătură cu al patrulea atom de siliciu, atomul de indiu nu are un electron de valență, așa că captează un electron de valență dintr-o legătură covalentă între atomii de siliciu vecini și devine un ion încărcat negativ, în urma căruia se formează o gaură. . Impuritățile care sunt adăugate în acest caz se numesc impurități acceptoare.

diapozitivul 21

slide 22

Proprietăți fizice semiconductorii sunt cei mai studiati în comparație cu metalele și dielectricii. În mare măsură, acest lucru este facilitat de un număr mare de efecte care nu pot fi observate în nicio substanță, legate în primul rând de structura de bandă a semiconductorilor și de prezența unui interval de bandă destul de îngust. Compușii semiconductori sunt împărțiți în mai multe tipuri: materiale semiconductoare simple - elementele chimice propriu-zise: bor B, carbon C, germaniu Ge, siliciu Si, seleniu Se, sulf S, antimoniu Sb, teluriu Te și iod I. Germaniu, siliciu și seleniu. Restul sunt folosite cel mai adesea ca dopanți sau ca componente ale materialelor semiconductoare complexe. Grupul de materiale semiconductoare complexe include compuși chimici, care au proprietăți semiconductoare și includ două, trei sau mai multe elemente chimice. Desigur, principalul stimul pentru studiul semiconductorilor este producerea de dispozitive semiconductoare și circuite integrate.

slide 23

Vă mulțumim pentru atenție!

Vizualizați toate diapozitivele



 

Ar putea fi util să citiți: