Materiály vypracovali učitelia základných a stredných škôl.
nevhodný a nelegálny obsah
 
Rýchla navigácia:      

Nevlastné polovodiče

Dátum pridania: 08. 03. 2010 16:18
Autor príspevku: Admin
Zobrazené: 15982x

Novinka:

Stále pridávame ďalšie a ďalšie témy, tak neváhajte a inšpirujte sa našimi učivami :)
Maya
maja
 
Vypracovala: Božena Horváthová

reklama

 

 

 

Elektrické vlastnosti polovodičov výrazne závisia od prímesí. To znamená, že niektorý atóm vlastného polovodiča nahradíme atómom iného prvku. Znečistenie, tak že na sto miliónov jeho atómov pripadá jeden atóm prímesi, veľmi ovplyvní jeho elektrické vlastnosti.

 

Zoberieme napríklad kryštál kremíka a niektorý štvormocný atóm kremíka nahradíme päťmocným atómom arzénu. Arzén má päť valenčných elektrónov. Štyri z nich sa zúčastnia kovalentnej väzby. Piaty elektrón sa už na väzbe nemôže zúčastniť. Takže už pri nízkej teplote sa odpúta od atómu arzénu. V kremíku znečistenom arzénom je nadbytok voľných elektrónov. Prímesové atómy, ktoré tvoria z polovodiča polovodič typu N, sa nazývajú donory - darcovia. Donory poskytujú kryštálu voľné elektróny. U polovodičov typu N elektrický prúd je sprostredkovaný hlavne pomocou voľných elektrónov. Prevažujúce voľné častice voláme majoritné. Voľné častice s opačným nábojom sú menšinové, minoritné. U polovodičov typu N sú majoritné voľné elektróny a minoritné diery.

 

 

Iná situácia nastane ak v kryštáli kremíka jeden atóm nahradíme trojmocným atómom india. Na plné obsadenie kovalentnej väzby chýba jeden valenčný elektrón. Vo väzbe vznikne diera bez voľného elektrónu.

 

Prímesové atómy, ktoré z polovodičovej látky tvoria polovodič typu P, sa volajú akceptory. Akceptor znamená príjemca. U polovodičov typu P sú majoritné diery, minoritné sú voľné elektróny.

 

 

Elektrickú vodivosť polovodičov, ktorá je spôsobená prítomnosťou cudzích atómov sa nazýva nevlastná vodivosť.

 

Polovodiče s týmto typom vodivosti sa nazývajú nevlastné – prímesové polovodiče.
Medzi najdôležitejšie javy v polovodičoch, ktoré sa v praxi často využívajú sú javy prebiehajúce na rozhraní dvoch polovodičov s rozličným typom vodivosti. V mieste rozhrania vzniká prechod PN. Ten sa vyznačuje tým, že usmerňuje elektrický prúd iba jedným smerom.
V časti P sa voľné elektróny rekombinujú s dierami, v blízkosti rozhrania sa vytvoria základné ióny akceptorov. V časti N, v blízkosti rozhrania zostanú nevykompenzované ióny donorov.

 

V blízkosti rozhrania sa utvára PN prechod, ako elektrická dvojvrstva s iónmi opačnej polarity. Vzniknuté elektrické pole bráni ďalšej difúzii voľných častíc.

 

Oblasť prechodu má veľký elektrický odpor. Polovodič s prechodom PN sa nazýva polovodičová dióda.

 

 

Na obrázku vidíme dvojaký spôsob zapojenia diódy do obvodu. V prvej časti je dióda zapojená v priepustnom smere. Elektrické pole dvojvrstvy je zoslabené elektrickým pólom zdroja napätia. Elektrickým obvodom prechádza elektrický prúd.

 

V druhej časti je obvod zapojený v závernom smere. Pri tomto zapojení sa oblasť PN ešte rozšíri, elektrický odpor sa zväčší. Obvodom prechádza veľmi malý prúd – záverný prúd.
V praxi sa väčšinou využíva nelineárna závislosť prúdu od napätia v obvode s polovodičovou diódou.

 

Graf závislosti elektrického prúdu prechádzajúceho polovodičovou diódou od napätia na dióde sa nazýva voltampérová charakteristika polovodičovej diódy.

 

 

Jav závislosti elektrického odporu polovodiča s prechodom PN od polarity vonkajšieho zdroja pripojeného k polovodiču, sa nazýva diódový jav.

 

Na usmernenie striedavých prúdov s veľkými hodnotami sa používajú plošné diódy s veľkým obsahom prierezu prechodu PN.

 

V praxi sa používajú rôzne druhy diód: hrotové diódy - používajú sa v rozhlasovej a televíznej technike, plošné diódy - používajú sa hlavne v rôznych druhoch usmerňovačov, stabilizačné diódy- používajú sa v elektronických obvodoch na stabilizáciu.

 

Rôzne druhy diód vidíme aj na nasledovných obrázkoch.

 

 

 

Úlohy:

 

1) Vysvetlite ako vzniká polovodič typu P.
2) Popíšte princíp ako vzniká polovodič typu N.
3) Vymenujte rôzne druhy polovodičových diód a ich použitie.

 

 

Použitá literatúra:
E.Svoboda, I. Baník – Fyzika pre 2. Ročník gymnázia
P. Tarábek a kol. – Zmaturuj z fyziky


Hodnotenie:
Hviezdičky: 3.2
Hodnotené: 808x


Späť
 
Máte pripomienky k učebným textom? Napíšte nám

odporúčame