|
|
Строка 5: |
Строка 5: |
| <metakeywords>Физика, 10 класс, Электрический ток, через контакт, полупроводников р- и п-типов</metakeywords> | | <metakeywords>Физика, 10 класс, Электрический ток, через контакт, полупроводников р- и п-типов</metakeywords> |
| | | |
- | Наиболее интересные явления происходят при контакте полупроводников ''n''- и ''р''-типов. Эти явления используются в большинстве полупроводниковых приборов.<br> На рисунке 16.10 изображена схема полупроводника, правая часть которого содержит донорные примеси и поэтому является полупроводником ''n''-типа, а левая - акцепторные примеси и представляет собой полупроводник ''р''-типа; между ними - ''зона перехода'' - зона, обедненная зарядами. В ней происходит рекомбинация электронов и дырок. Электроны изображены голубыми кружочками, дырки - серыми. Контакт двух полупроводников называют ''р-n''- или ''n-р''-переходом.<br>[[Image:A16.10.jpg|center|160x120px]] При образовании контакта электроны частично переходят из полупроводника ''n''-типа в полупроводник ''р''-типа, а дырки - в обратном направлении. В результате полупроводник ''n''-типа заряжается положительно, а''р''-типа - отрицательно. Диффузия прекращается после того, как электрическое поле, возникающее в зоне перехода, начинает препятствовать дальнейшему перемещению электронов и дырок.<br> Включим полупроводник с ''р-n''-переходом в электрическую цепь (''рис.16.11''). Подключим сначала батарею так, чтобы потенциал полупроводника ''р''-типа был положительным, а ''n''-типа - отрицательным. При этом ток через ''р-n''-переход создается основными носителями: из области ''n'' в область ''р'' - электронами, а из области ''р'' в область ''n'' - дырками (''рис.16.12'').<br>[[Image:A16.11.jpg|center|198x159px]][[Image:A16.12.jpg|center|213x134px]] Вследствие этого проводимость всего образца велика, а сопротивление мало.<br> Рассмотренный здесь переход и называют '''прямым'''. Зависимость силы тока от разности потенциалов - вольт-амперная характеристика прямого перехода - изображена на рисунке 16.13 сплошной линией.<br>[[Image:A16.13.jpg|center|184x160px]] Изменим теперь полярность подключения батареи. Тогда при той же разности потенциалов сила тока в цепи окажется значительно меньше, чем при прямом переходе. Это обусловлено следующим. Электроны через контакт идут теперь из области ''р'' в область ''n'', а дырки - из области ''n'' в область ''р''. Но ведь в полупроводнике ''р''-типа мало свободных электронов, а в полупроводнике ''n''-типа мало дырок. Теперь переход через контакт осуществляется неосновными носителями, число которых мало (''рис.16.14''). Вследствие этого проводимость образца оказывается незначительной, а сопротивление - большим. Образуется так называемый запирающий слой. Такой переход называют '''обратным'''. Вольт-амперная характеристика обратного перехода изображена на рисунке 16.13 штриховой линией.<br>[[Image:A16.14.jpg|center|222x141px]] Таким образом, ''р-n''-переход можно использовать для выпрямления электрического тока. Такое устройство называется полупроводниковым диодом.<br> Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния, селена и других веществ.<br> Рассмотрим, как создают ''р-n''-переход, используя германий, обладающий проводимостью ''n''-типа, с небольшой добавкой донорной примеси. Этот переход не удается получить путем механического соединения двух полупроводников с различными типами проводимости, так как при этом получается слишком большой зазор между полупроводниками. Толщина же ''р-n''-перехода должна быть не больше межатомных расстояний, поэтому в одну из поверхностей образца вплавляют индий. Для создания полупроводникового диода полупроводник с примесью ''р''-типа, содержащий атомы индия, нагревается до высокой температуры. Пары примеси ''n''-типа (например, мышьяка) осаждают на поверхность кристалла. Вследствие диффузии они внедряются в кристалл, и на поверхности кристалла с проводимостью ''р''-типа образуется область с электронным типом проводимости (''рис.16.15'').<br>[[Image:A16.15.jpg|center|156x229px]] Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметичный металлический корпус.<br> Схематическое изображение диода приведено на рисунке 16.16. Полупроводниковые выпрямители обладают высокой надежностью и имеют большой срок службы. Однако они могут работать лишь в ограниченном интервале температур (от -70 до 125°С).<br>[[Image:A16.16.jpg|center|82x115px]] ''p-n''-Переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном.<br> Свойства ''р-n''-перехода используют для выпрямления переменного тока. На протяжении половины периода изменения тока через переход, когда потенциал полупроводника ''р-''типа положителен, ток свободно проходит через ''р-n''-переход. В следующую половину периода ток практически равен нулю.<br><br><br> ???<br> 1. Что происходит в контакте двух проводников ''n''- и ''р''-типов?<br> 2. Что такое запирающий слой?<br> 3. Какой переход называют прямым?<br> 4. Для чего служит полупроводниковый диод?<br> | + | Наиболее интересные явления происходят при контакте полупроводников ''n''- и ''р''-типов. Эти явления используются в большинстве полупроводниковых приборов.<br> На рисунке 16.10 изображена схема полупроводника, правая часть которого содержит донорные примеси и поэтому является полупроводником ''n''-типа, а левая - акцепторные примеси и представляет собой полупроводник ''р''-типа; между ними - ''зона перехода'' - зона, обедненная зарядами. В ней происходит рекомбинация электронов и дырок. [[Виды_электронных_микроскопов|Электроны]] изображены голубыми кружочками, дырки - серыми. Контакт двух полупроводников называют ''р-n''- или ''n-р''-переходом.<br>[[Image:A16.10.jpg|center|160x120px|Электрический ток]] При образовании контакта электроны частично переходят из полупроводника ''n''-типа в полупроводник ''р''-типа, а дырки - в обратном направлении. В результате полупроводник ''n''-типа заряжается положительно, а''р''-типа - отрицательно. Диффузия прекращается после того, как [[Электрическое_поле.|электрическое поле]], возникающее в зоне перехода, начинает препятствовать дальнейшему перемещению электронов и дырок.<br> Включим полупроводник с ''р-n''-переходом в электрическую цепь (''рис.16.11''). Подключим сначала батарею так, чтобы потенциал полупроводника ''р''-типа был положительным, а ''n''-типа - отрицательным. При этом ток через ''р-n''-переход создается основными носителями: из области ''n'' в область ''р'' - электронами, а из области ''р'' в область ''n'' - дырками (''рис.16.12'').<br>[[Image:A16.11.jpg|center|198x159px|Электрический ток]][[Image:A16.12.jpg|center|213x134px|Электрический ток]] Вследствие этого проводимость всего образца велика, а сопротивление мало.<br> Рассмотренный здесь переход и называют '''прямым'''. Зависимость силы тока от разности потенциалов - вольт-амперная характеристика прямого перехода - изображена на рисунке 16.13 сплошной линией.<br>[[Image:A16.13.jpg|center|184x160px|Электрический ток]] Изменим теперь полярность подключения батареи. Тогда при той же разности потенциалов сила тока в цепи окажется значительно меньше, чем при прямом переходе. Это обусловлено следующим. Электроны через контакт идут теперь из области ''р'' в область ''n'', а дырки - из области ''n'' в область ''р''. Но ведь в [[Электрический_ток_в_полупроводниках|полупроводнике]] ''р''-типа мало свободных электронов, а в полупроводнике ''n''-типа мало дырок. Теперь переход через контакт осуществляется неосновными носителями, число которых мало (''рис.16.14''). Вследствие этого проводимость образца оказывается незначительной, а сопротивление - большим. Образуется так называемый запирающий слой. Такой переход называют '''обратным'''. Вольт-амперная характеристика обратного перехода изображена на рисунке 16.13 штриховой линией.<br>[[Image:A16.14.jpg|center|222x141px|Электрический ток]] Таким образом, ''р-n''-переход можно использовать для выпрямления электрического тока. Такое устройство называется полупроводниковым диодом.<br> Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния, селена и других веществ.<br> Рассмотрим, как создают ''р-n''-переход, используя германий, обладающий проводимостью ''n''-типа, с небольшой добавкой донорной примеси. Этот переход не удается получить путем механического соединения двух полупроводников с различными типами проводимости, так как при этом получается слишком большой зазор между полупроводниками. Толщина же ''р-n''-перехода должна быть не больше межатомных расстояний, поэтому в одну из поверхностей образца вплавляют индий. Для создания полупроводникового диода полупроводник с примесью ''р''-типа, содержащий атомы индия, нагревается до высокой температуры. Пары примеси ''n''-типа (например, мышьяка) осаждают на поверхность кристалла. Вследствие[[Диффузия|диффузии]] они внедряются в кристалл, и на поверхности кристалла с проводимостью ''р''-типа образуется область с электронным типом проводимости (''рис.16.15'').<br>[[Image:A16.15.jpg|center|156x229px|Электрический ток]] Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света [[Кристаллические_тела|кристалл]] германия помещают в герметичный металлический корпус.<br> Схематическое изображение диода приведено на рисунке 16.16. Полупроводниковые выпрямители обладают высокой надежностью и имеют большой срок службы. Однако они могут работать лишь в ограниченном интервале температур (от -70 до 125°С).<br>[[Image:A16.16.jpg|center|82x115px|Электрический ток]] ''p-n''-Переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном.<br> Свойства ''р-n''-перехода используют для выпрямления переменного тока. На протяжении половины периода изменения тока через переход, когда потенциал полупроводника ''р-''типа положителен, ток свободно проходит через ''р-n''-переход. В следующую половину периода ток практически равен нулю.<br><br><br> ???<br> 1. Что происходит в контакте двух проводников ''n''- и ''р''-типов?<br> 2. Что такое запирающий слой?<br> 3. Какой переход называют прямым?<br> 4. Для чего служит полупроводниковый диод?<br> |
| | | |
- | <br> ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс'' | + | <br> ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, [[Физика_10_класс._Полные_уроки|Физика 10 класс]]'' |
| | | |
| <br> <sub>Скачать календарно-тематическое планирование [[Физика и астрономия|по физике]], ответы на тесты, задания и ответы школьнику, [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|книги и учебники]], курсы учителю [[Физика 10 класс|по физике для 10 класса]]</sub> | | <br> <sub>Скачать календарно-тематическое планирование [[Физика и астрономия|по физике]], ответы на тесты, задания и ответы школьнику, [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|книги и учебники]], курсы учителю [[Физика 10 класс|по физике для 10 класса]]</sub> |
| | | |
| '''<u>Содержание урока</u>''' | | '''<u>Содержание урока</u>''' |
- | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] конспект урока ''' | + | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] конспект урока ''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] опорный каркас | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] опорный каркас |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] презентация урока | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] презентация урока |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] акселеративные методы | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] акселеративные методы |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] интерактивные технологии | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] интерактивные технологии |
| | | |
| '''<u>Практика</u>''' | | '''<u>Практика</u>''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] задачи и упражнения | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] задачи и упражнения |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] самопроверка | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] самопроверка |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] домашние задания | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] домашние задания |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] дискуссионные вопросы | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] риторические вопросы от учеников | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников |
- |
| + | |
| '''<u>Иллюстрации</u>''' | | '''<u>Иллюстрации</u>''' |
- | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' | + | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фотографии, картинки | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фотографии, картинки |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] графики, таблицы, схемы | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] графики, таблицы, схемы |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты |
| | | |
| '''<u>Дополнения</u>''' | | '''<u>Дополнения</u>''' |
- | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] рефераты''' | + | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] рефераты''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] статьи | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] статьи |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фишки для любознательных | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фишки для любознательных |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] шпаргалки | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] шпаргалки |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] учебники основные и дополнительные | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] учебники основные и дополнительные |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] словарь терминов | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] словарь терминов |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] прочие | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] прочие |
| | | |
| <u>Совершенствование учебников и уроков | | <u>Совершенствование учебников и уроков |
- | </u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] исправление ошибок в учебнике''' | + | </u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] исправление ошибок в учебнике''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обновление фрагмента в учебнике | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обновление фрагмента в учебнике |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] элементы новаторства на уроке | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] замена устаревших знаний новыми | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми |
- |
| + | |
| '''<u>Только для учителей</u>''' | | '''<u>Только для учителей</u>''' |
- | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] идеальные уроки ''' | + | '''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] календарный план на год | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] календарный план на год |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] методические рекомендации | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] методические рекомендации |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] программы | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] программы |
- | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обсуждения | + | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обсуждения |
| | | |
| | | |
Текущая версия на 14:52, 5 июля 2012
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Электрический ток через контакт полупроводников р- и п-типов
Наиболее интересные явления происходят при контакте полупроводников n- и р-типов. Эти явления используются в большинстве полупроводниковых приборов. На рисунке 16.10 изображена схема полупроводника, правая часть которого содержит донорные примеси и поэтому является полупроводником n-типа, а левая - акцепторные примеси и представляет собой полупроводник р-типа; между ними - зона перехода - зона, обедненная зарядами. В ней происходит рекомбинация электронов и дырок. Электроны изображены голубыми кружочками, дырки - серыми. Контакт двух полупроводников называют р-n- или n-р-переходом. При образовании контакта электроны частично переходят из полупроводника n-типа в полупроводник р-типа, а дырки - в обратном направлении. В результате полупроводник n-типа заряжается положительно, ар-типа - отрицательно. Диффузия прекращается после того, как электрическое поле, возникающее в зоне перехода, начинает препятствовать дальнейшему перемещению электронов и дырок. Включим полупроводник с р-n-переходом в электрическую цепь (рис.16.11). Подключим сначала батарею так, чтобы потенциал полупроводника р-типа был положительным, а n-типа - отрицательным. При этом ток через р-n-переход создается основными носителями: из области n в область р - электронами, а из области р в область n - дырками (рис.16.12). Вследствие этого проводимость всего образца велика, а сопротивление мало. Рассмотренный здесь переход и называют прямым. Зависимость силы тока от разности потенциалов - вольт-амперная характеристика прямого перехода - изображена на рисунке 16.13 сплошной линией. Изменим теперь полярность подключения батареи. Тогда при той же разности потенциалов сила тока в цепи окажется значительно меньше, чем при прямом переходе. Это обусловлено следующим. Электроны через контакт идут теперь из области р в область n, а дырки - из области n в область р. Но ведь в полупроводнике р-типа мало свободных электронов, а в полупроводнике n-типа мало дырок. Теперь переход через контакт осуществляется неосновными носителями, число которых мало (рис.16.14). Вследствие этого проводимость образца оказывается незначительной, а сопротивление - большим. Образуется так называемый запирающий слой. Такой переход называют обратным. Вольт-амперная характеристика обратного перехода изображена на рисунке 16.13 штриховой линией. Таким образом, р-n-переход можно использовать для выпрямления электрического тока. Такое устройство называется полупроводниковым диодом. Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния, селена и других веществ. Рассмотрим, как создают р-n-переход, используя германий, обладающий проводимостью n-типа, с небольшой добавкой донорной примеси. Этот переход не удается получить путем механического соединения двух полупроводников с различными типами проводимости, так как при этом получается слишком большой зазор между полупроводниками. Толщина же р-n-перехода должна быть не больше межатомных расстояний, поэтому в одну из поверхностей образца вплавляют индий. Для создания полупроводникового диода полупроводник с примесью р-типа, содержащий атомы индия, нагревается до высокой температуры. Пары примеси n-типа (например, мышьяка) осаждают на поверхность кристалла. Вследствиедиффузии они внедряются в кристалл, и на поверхности кристалла с проводимостью р-типа образуется область с электронным типом проводимости (рис.16.15). Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметичный металлический корпус. Схематическое изображение диода приведено на рисунке 16.16. Полупроводниковые выпрямители обладают высокой надежностью и имеют большой срок службы. Однако они могут работать лишь в ограниченном интервале температур (от -70 до 125°С). p-n-Переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном. Свойства р-n-перехода используют для выпрямления переменного тока. На протяжении половины периода изменения тока через переход, когда потенциал полупроводника р-типа положителен, ток свободно проходит через р-n-переход. В следующую половину периода ток практически равен нулю.
??? 1. Что происходит в контакте двух проводников n- и р-типов? 2. Что такое запирающий слой? 3. Какой переход называют прямым? 4. Для чего служит полупроводниковый диод?
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
Скачать календарно-тематическое планирование по физике, ответы на тесты, задания и ответы школьнику, книги и учебники, курсы учителю по физике для 10 класса
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|