Рассмотрим механизм собственной проводимости полупроводников

Урок 2 (версия первая) создание мультимедийного сопровождения к уроку физики 10 класс по теме:
"Собственная проводимость полупроводников"
по учебнику Н.М. Шахмаева и др.

далее дословно по учебнику...

Механизм собственной проводимости полупроводников

...Такая идеальная кристаллическая решетка возможна только при абсолютном нуле температуры.

_____При абсолютном нуле температуры все валентные электроны в полупроводнике будут связаны и свободных электронов не будет. Если поместить такой кристалл в электрическое поле, то электрический ток в нем не возникнет.

При абсолютном нуле чистый полупроводник обладал бы свойствами идеального изолятора.

При температуре выше абсолютного нуля атомы кристаллической решетки приходят в колебательное движение, причем амплитуда колебаний тем больше, чем выше температура кристалла. При этом часть электронов за счет тепловых колебаний атомов может получить энергию, достаточную для того, чтобы покинуть атомы.

Когда электрон покидает атом, происходит разрыв электронной связи (рис. 196).

Разрыв электронных связей может произойти и в результате действия на кристалл полупроводника света, электрических и магнитных полей, рентгеновского и радиоактивного излучения и т.д.

Электроны, покинувшие атомы, называют свободными электронами или электронами проводимости.

Атом, которому принадлежал освободившийся электрон, превращается в положительный ион.

Отступление от текста: Вроде бы все понятно, за исключением одного: раньше говорилось, что "...электроны, участвующие в осуществлении такой связи, принадлежат одновременно двум связанным между собой атомам...", как же в таком случае определить, какому именно атому принадлежал освободившийся электрон, чтобы узнать, который из двух превращается в положительный ион? Но эту проблему еще можно обойти, из рисунка видно, что нижний...

шаг 1 - скачатьшаг 2 - скачать

далее дословно по учебнику...

Разрыв электронных связей сопровождается не только появлением свободных электронов и положительных ионов, но и образованием пустых мест в электронных связях, которые получили название дырок.

Дырка может быть заполнена валентным электроном из соседней связи. При этом окажется разорванной связь в другом месте. (рис. 197). И хотя при этом реально перемещаются электроны связи, внешне это выглядит так, как будто движется дырка. Поэтому дырка ведет себя подобно частице с элементарным положительным зарядом.

Движение электронов и дырок под действием поля происходит в противоположных направлениях, но так как они обладают противоположными по знаку зарядами, то общий ток в полупроводнике равен сумме дырочного Ip и электронного In токов: I = Ip + In.

Отступление от текста: Вот тут и возникает новая проблема, решить которую, в отличие от первой, мы уже не смогли, поскольку на рисунке 197 изображено две дырки, тогда согласно тексту и положительных ионов должно бы быть два, но нет...


Возникает и еще два вопроса. Движется дырка, или как будто движется. Если как будто, то в этом случае как быть с определением силы тока... Если дырки, которые ведут себя как элементарные положительные заряды, перемещаются, то почему таким же образом не перемещаются положительные ионы, если они согласно описанию появляются рядом с дырками?

Поэтому по данному учебнику мы не будем анимировать рис. 197., а предоставляем право это сделать вам в качестве очередного домашнего задания

  Рейтинг@Mail.ru

главная / модели / уроки / карта    
     
    Северобайкальск © 2005, ОМИТ, А Козлов