Polovodiče typu N a P Si Si Si Si Si Si Si Si Si

Prezentace na téma: "Polovodiče typu N a P Si Si Si Si Si Si Si Si Si"— Transkript prezentace:

1 Polovodiče typu N a P Si Si Si Si Si Si Si Si Si
(Učebnice strana 65 – 66) Nejpoužívanějším polovodičovým materiálem je křemík. Si Si Si V krystalové mřížce vazbu mezi atomy křemíku zprostředkují elektrony v obalu atomu. Si Si Si Jedná se o čtyři elektrony, které vytvářejí spolu s elektrony čtyř sousedních atomů pevnou vazbu. Si Si Si K uvolnění elektronu z vazby je potřeba velká energie. Plošný model mřížky křemíku

2 Při nízkých teplotách obsahuje krystal křemíku velmi málo elektronů uvolněných z vazeb. Proto při zapojení do elektrického obvodu má krystal křemíku velký elektrický odpor. + - Si Si Si Si Si Si Při zahřátí se zvýší energie potřebná k uvolnění elektronů z vazby, odpor se sníží. Přesto při pokojové teplotě je odpor velký. Si Si Si Aby polovodič vedl proud, i když teplota není vysoká, musíme mu volné elektrony dodat. Volné elektrony můžeme dodat do krystalu křemíku nahrazením několika atomů křemíku atomy jiných vhodných prvků. Elektrické vlastnosti polovodičů závisí kromě teploty a osvětlení také na čistotě látky. Přidáním některých látek do křemíku vzniknou dva druhy polovodičů. Označujeme je polovodiče typu N nebo polovodiče typu P.

3 V krystalové mřížce křemíku se vhodným technologickým postupem nahradí některé atomy křemíku atomy z V. skupiny periodické soustavy prvků, např. atomy arsenu. + - Atom arsen má v obalu pět elektronů, z nichž čtyři se podílejí na vazbě v křemíku, pátý elektron je vázán k atomu arsenu jen velmi slabě a k jeho odtržení od atomu stačí mnohem menší energie než k uvolnění elektronu z vazby. Si Si Si Si Si As Si Si As Si Si volný elektron Proto už při pokojových teplotách je většina těchto elektronů odtržena od atomu arsenu a tyto elektrony se mohou v krystalu volně pohybovat. Vedení elektrického proudu v tomto polovodiči je způsobeno volnými elektrony. Elektrony mají záporný - negativní elektrický náboj). Tento polovodič se nazývá polovodič typu N.

4 V krystalové mřížce křemíku se vhodným technologickým postupem nahradí některé atomy křemíku atomy ze III. skupiny periodické soustavy prvků, např. atomy india.. Atom india má v obalu jen tři elektrony, ve vazbě se sousedními atomy křemíku jeden elektron chybí. Vznikne volné místo, které může zaplnit elektron od sousedního atomu, tím se volné místo přemístí. + - Si In Si Si Si Si Si Si Si Si In Si Si Si volné místo (díra) Volné místo se pohybuje opačným směrem než elektron. Pohyb volného místa si můžeme představit jako pohyb kladně nabité částice. Vedení elektrického proudu v tomto polovodiči je způsobeno pohybem volných míst – děr. Volná místa (díry) mají kladný (pozitivní) náboj stejné velikosti jako je náboj elektronu. Vzniklý polovodič se nazývá polovodič typu P.

5 Krystal křemíku má při nízkých teplotách velký elektrický odpor
Krystal křemíku má při nízkých teplotách velký elektrický odpor. Jeho odpor se dá snížit nahrazením několika atomů křemíku atomy jiných vhodných prvků. Vznikne buď polovodič typu N nebo polovodič typu P. Polovodič typu N – vznikne přidáním malého množství atomů V. skupiny (např. arsenu), tj. prvků jejichž atomy se na vazbě podílejí 5 elektrony, do velmi čistého krystalu křemíku, elektrický proud je tvořen usměrněným pohybem volných elektronů. volný elektron Polovodič typu P – vznikne přidáním malého množství atomů III. skupiny (např. india), tj. prvků jejichž atomy se na vazbě podílejí 3 elektrony, do velmi čistého krystalu křemíku, elektrický proud je tvořen usměrněným pohybem kladných částic – volných míst (děr). volné místo (díra)