FYZIKA 9. ročník POLOVODIČE Autorem materiálu je Ing. Jitka Hadamovská, ZŠ Dobříš, Komenského nám. 35, okres Příbram Inovace školy – Dobříš, EUpenizeskolam.cz

Co je na obrázku?

Moderní polovodičová součástka, která je srdcem počítače. Celkový počet jednotlivých struktur – tranzistory, kondenzátory, rezistory, vodiče – jdou do stovek miliónů. Celá součástka – procesor – je velká jen několik centimetrů.

POLOVODIČE mají neobvyklé elektrické vlastnosti při velmi nízkých teplotách téměř nevedou elektrický proud zahříváním polovodiče dochází ke zlepšení vodivosti křemík, germánium, selen, telur

Popiš stavbu atomu křemíku. Postavení v PSP: Perioda: 3 Skupina: IV.A Části a částice (i s jejich počtem): Jádro: 14 protonů 14 neutronů Obal: 14 elektronů ve třech vrstvách, čtyři valenční elektrony

Každý atom křemíku je obklopen osmi elektrony. Čtyři má vlastní, čtyři sdílené se sousedními atomy.

2. Je diamant vodičem, izolantem nebo polovodičem? Diamant je izolant. Jaké je jeho chemické složení? Diamant je forma uhlíku. Jaký vztah má diamant ke křemíku a germaniu v PSP? Uhlík leží ve stejné skupině jako křemík a germánium. Mají shodný počet valenčních elektronů. Kde se nachází diamant na stupnici tvrdosti? Diamant je nejtvrdší nerost.

Závěr: Struktura křemíku je velmi stabilní, podobná diamantu.

Atomy v krystalové mříži kmitají kolem rovnovážných poloh, působí na sebe silově. Kmitající atomy mají tím větší E, čím vyšší je t. Občas se sečtou E několika atomů a několikanásobně větší E se předá jednomu elektronu, přesáhne E vazby a elektron se uvolní. Stává se volným elektronem.

Volný elektron se může pohybovat ve směru síly, kterou na něj působí elektrické pole. Je nositelem …………… elektrického náboje. záporného Atom, který ztratil elektron, se stává …………… kladným iontem.

Kladný iont k sobě přitahuje okolní vázané e-. Proč? Některý z okolních e- přejde na uprázdněné místo, toto místo se může stěhovat po celém krystalu, posunuje se od kladného k zápornému pólu, chová se jako kladná částice. Nazýváme ho díra.

1. 3. 4. 2. 3. Přiřaď jednotlivé pojmy k číslům na obrázku: Volný elektron Kation Díra Atom křemíku

4. Vytvořte frontu na lístky do kina. Druhý v zástupu opustí své místo. Co udělá ten, kdo je třetí? Čtvrtý? Pátý? …… Jakmile se ve frontě vytvoří díra, lidé začnou postupovat směrem k pokladně, díra se pohybuje opačným směrem než lidé, tedy od pokladny.

Závěr: Čím je veden elektrický proud v čistém polovodiči? V čistém polovodiči je elektrický proud veden zápornými volnými elektrony a kladnými dírami.

Zdroje: RAUNER, K.; HAVEL, V.; RANDA, M.; Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. 1.vyd. Plzeň: Fraus, 2007. ISBN 978 – 80 – 7238 – 617 – 8. s. 41 – s. 43.