Va rugam dezactivati programul ad block pentru a vizualiza pagina!

Cumpara abonament!
Plateste cu PayPal

Semiconductori intrinseci. Semiconductori extrinseci P şi N.

Partajeaza in Google Classroom

Partajeaza cu Google Classroom
Susține Lectii-Virtuale!
Pentru a putea vizualiza un video va rugam sa va logati aici! Daca nu aveti cont va puteti inregistra apasand aici.
6 voturi 275 vizionari
Puncte: 10

Transcript



în prima lecție despre semiconductori

vom discuta despre materialele

semiconductoare care sunt de câteva

tipuri și anume semiconductori

intrinseci Și semiconductori extrinseci

de tip p și de tip n Haide să începem

cu o discuție despre conducția

electrică În primul rând despre

conducția electrică în metale despre

care am discutat în primele lecții

de curent electric continuu deci

pe scurt îi amintesc că ideea principală

din acea discuție și anume aceea

Că Metalele sunt formate din dintre

o structură cristalină în care

Ioni pozitivi din nodurile rețelei

sunt legați prin legături metalice

iar electronii de valență formează

un gaz liber un gest de electroni

liberi Deci pentru a reprezenta

schematic dacă aceasta ar fi Metalul

nostru în interiorul său se găsea

cristalină în care atomi se află

nodurile rețelei și după Cum explicăm

atunci să folosim ca exemplu atomul

de zinc un atomul de zinc are un

în centru un nucleu încărcat pozitiv

cu păduri electronice și în particular

pe ultima și cea mai îndepărtată

pădure electronică de nucleu se

află doi electroni care sunt suficient

de îndepărtați încât să se poată

desprinde foarte ușor de atomul

de care aparțin devenind electroni

liberi Deci în interiorul unui

metal găsim în poziții în nodurile

în pozițiile din nodurile rețelei

Ioni pozitivi care sunt fixați

și în tot volumul metalului găsim

acești electroni liberi care formează

un gaz mobil de electroni care

în cazul aplicării unui unei diferență

de potențial la capetele metalului

Bineînțeles că vor forma un curent

electric acești electroni liber

se vor deplasa către Polul pozitiv

al materialul acesta rezistivitatea

electrică a unui metal devine foarte

mică Metalul are o capacitate foarte

mică de a se opune unui curent

electric Deci rezistivitate electrică

mică rău este mai mic decât 10

la minus 7 omor metru și avem multe

exemple de metale cupru fier aluminiu

zinc și așa mai departe trecând

la cazul carne interesează pe noi

si la el semiconductoarelor avem

un situație similară Dar totuși

bineînțeles diferită Sami conductoarele

au și ele o rețea cristalină Deci

o rețea similară în care atomi

neutri sunt legați prin legături

covalente formate din perechi de

electroni Deci avem o rețea cristalină

dar legăturile numai să metalice

și legături covalente vă mai strica

imediat ce înseamnă acest lucru

în practică există un număr mult

mai mic de materiale semiconductoare

comparație cu Metalele Folosind

un semn principal siliciu și germaniu

siliciu fiind semiconductorul folosit

cel mai des în aplicații practice

Haide să discutăm un pic despre

siliciu siliciu are patru electroni

de valență dar acești al patru

electroni de valență sunt mult

mai apropiați de nucleul lor nucleul

atomului de siliciu și în consecință

a nu se mai pot desprinde așa ușor

de atomul din care fac parte Deci

asta și prima diferență între un

semiconductor și un metal electronii

de valență nu mai pot părăsi așa

ușor la Toma și atunci ei participă

în așa numită legături covalente

cu atomii dimprejur în particular

atomul de siliciu formează o rețea

cristalină tetraedrica Deci formează

un tetraedru pentru a reprezenta

schematic situația arată în felul

următor de ce avem atomi de siliciu

și reprezintă aici nucleele lor

aceasta este rețeaua cristalină

de siliciu reprezentată foarte

schematic și de exemplu dacă Considerăm

atomul de siliciu din centru il

va avea patru electroni liberi

pe și pe care îi va împărții câte

unul cu cei patru atomi învecinați

din rețea Deci se va forma această

jumătate de legătură dacă doriți

cu acești atomi de siliciu pentru

că cealaltă parte a legăturii covalente

va fi prin împărțirea unui electron

de la celălalt atom Deci Spre exemplu

din între acești doi atomi de siliciu

un se va forma o legătură covalentă

formată din doi electroni unul

aparținând original atomului din

stânga celălalt atomului din dreapta

Deci vom avea doi electroni și

așa că același lucru se va întâmpla

cu toți atomii învecinați acestei

legături sunt legăturile covalente

între atomii de siliciu în rețeaua

cristalină în film acesta fiecare

atom va avea de fapt în final câte

opt un număr dublu de electroni

în pătura electronică cea mai îndepărtată

aceste legături bineînțeles se

formează între toți Adobe Nu nu

le mai găsesc chiar pe toate dar

avem astfel de legături duble între

toți atomii din rețea În mod normal

acest această structură nu este

o structură conductoare electrică

acești electroni sunt fixați în

aceste legături covalente totuși

dacă sunt donează se dă dacă materialul

Luxor absoarbe o cantitate de energie

din exterior de la numit o sursă

de obicei termică dar există alte

modalități cum o sursă electrică

de energie Deci dacă ce dăm energie

acestui material se pot forma așa

numitele păr electroni gol Ce înseamnă

aceasta ce dând energie în rețele

cristaline aceasta intră în vibrație

atomi din Dina nodurile rețelei

intră în vibrație și atunci unii

electroni din aceste legături covalente

se pot desprinde Spre exemplu acest

electroni am ales unul la întâmplare

se desprinde de legătură covalentă

devenind electron liber acest electroni

liber care are sarcina negativă

devine baza conductivității acestui

semiconductor pentru că din nou

dacă aplicăm o polarizare folosind

doar un generator de curent continuu

Spre exemplu acestui material bineînțeles

că el fiind liber se va deplasa

către Polul pozitiv generând un

curent electric în plus și Aceasta

este o a doua diferență esențială

între semiconductor și metale acest

loc liber lăsat de electronul ce

a plecat din legătura covalentă

se numește gol gol este un gol

în rețea un gol de sarcină negativă

de vine și se comportă din punct

de vedere al conductivității electrice

ca o sarcină pozitivă și bineînțeles

că Aplicând această polarizare

materialului golurile se vor deplasa

în sensul opus Deci intru în semiconductor

Avem două tipuri de curent electric

curentul electric al electronilor

deveniți mobili care sunt sarcinii

gătit și se deplasează către Polul

pozitiv și curentul electric al

golurilor care sunt sarcini pozitive

se comportă ca și sarcini pozitive

se deplasează către Polul negativ

Cum anume se deplasează Păi foarte

simplu prin înlocuirea golului

kuhn electroni fix Deci acest Electro

în Spre exemplu Care este fix în

legătura lui covalentă poate sări

în atom în locul golului umplând

golul bineînțeles în Momentul acela

obținem golul în partea dreaptă

în felul acesta golul sa mișcat

în sensul stabilit de polarizare

a negativă a materiale nu vă mai

discutam multe despre semiconductori

intrinseci pentru că nu Ei sunt

cei mai folosiți în aplicațiile

practice există un al doilea tip

de semiconductori Numiți sunt semiconductori

extrinseci Care sunt cei care au

proprietăți mai interesante și

Deci folosiți mai des în aplicațiile

practice Deci Haide să discutăm

despre semiconductori extrinseci

semiconductori extrinseci sunt

pur și simplu semiconductori intrinseci

cărora li sau adăugat anumite impurități

anumite anumite atomi cu proprietăți

ales în mod specific pentru a crește

conductivitatea semiconductorului

Deci în semiconductori extrinseci

aceste perechi electroni gol despre

care am discutat se formează în

special prin doparea semiconductoarelor

insect cu impurități Haideți să

vedem cum se întâmplă acest lucru

există două feluri de apă cu impurități

un semiconductor intrinsec prima

este aceea în care se folosesc

impurități donoare care au mai

mulți electroni decât atomul de

bază al semiconductor intrinsec

siliciu În cazul nostru și se formează

în felul acesta un semiconductor

de tip n sau negativ în particular

Spre exemplu după cum am spus semiconductor

intrinsec cel mai folosit folosit

este siliciul siliciu are patru

electroni și ce face este următorul

lucru înlocuind în rețeaua cristalină

de siliciu din loc în loc un atom

de siliciu cu unul de Arsenie Arsenie

are cinci electroni Și atunci ce

se va întâmpla este că în rețeaua

cristalină despre care vorbeam

în avem atom de siliciu Deci siliciu

siliciu psyllium la un moment dat

întruna întruna de lesne avea acest

arseniu legăturile covalente vor

fi aceleași Deci vor apărea legături

cu perechi duble de cupe cu o pereche

de doi electroni dar în modul în

care avem arseniu doare ceea ce

stare cinci electroni în loc de

patru va rămâne un electroni liber

bineînțeles acest electron Bieber

care nu mai poate participa într

o legătură covalentă cu atomii

înconjurător sau vecini de siliciu

dar ceea ce știa nu mai au electroni

care să se potrivească cu acest

electroni Deci acest act RON atunci

va fi liber nu va mai putea participantul

legătură covalentă și bineînțeles

că el va forma baza unei creșteri

a conductivității de tip negativ

electroni o sarcina negativă Deci

când vom aplica o polarizare materialului

i se vor mișca către Polul pozitiv

al materialului din acest motiv

acest tip de semiconductor intrinsec

dopat cu arsenium siliciu dopat

cu arsenium are conductivitate

a electronilor sporită și Deci

o conductibilitate electrică general

sporită Și i se numesc semiconductor

de tip n n bineînțeles de la negativ

pentru că avem o sursă suplimentară

de sarcini mobile negativ Bineînțeles

că putem și avem mecanismul de

tip electron gol de conductivitate

specific conductorilor extrinseci

Deci un conductor extrinsec pe

lângă conductivitatea de bază a

conductorilor la semiconductorilor

intrinseci avem o nouă sursă de

conductivitatea cinci electroni

liberi în cazul semiconductor de

tip n în cazul semiconductorilor

de tip pe Cum folosim impurități

acceptoare care au mai puțin electronii

de aici și care formează semiconductori

pozitiv sau de tip p în practică

Spre exemplu siliciul este dopat

cu atom de galiu siliciul are patru

electroni și alegem galiu pentru

că el are trei electroni de valență

și în consecință ce se va întâmpla

este că în aceeași rețea cristalină

a atomilor de siliciu va părea

la un moment dat întruna numit

în Olt un atom de gard și atunci

legăturile covalente între atomii

de siliciu vor conține aceeași

pereche de electroni Dar la un

moment dat Când se întâlnește atomul

de galiu acesta are un electron

în minus Deci va forma trei legături

covalente complete cu atomi de

siliciu dar cu al patrulea tun

de siliciu nu va mai avea electronul

necesar pentru a forma legătura

covalentă Deci în una din patru

legături covalente are atomul ui

de galiu se va forma un gol Adică

o lipsă de electron într o legătură

covalentă golul după cum am explicat

când am discutat despre semiconductori

intrinseci se comportă ca o sarcina

pozitiv din punct de vedere al

conducție electrice și vino dacă

aplicăm o polarizare acestui material

el se va deplasa către Polul negativ

în felul acesta din naștere unei

conductivității suplimentare a

materialului sarcina adițională

adusă de această impuritate adică

electronul în cazul semiconductorilor

de tip P sau golul în cazul semiconductor

de tip n scade foarte mult rezistivitatea

conductorul semiconductor cu trei

ordine de magnitudine Deci După

adăugarea sau impurificarea semiconductorului

intrinsec formând astfel în un

semiconductor extrinsec capacitatea

de a conduce curentul electric

crește cu ordine de ori cu factori

de ordinul 1600 motivul pentru

care semiconductori extrinseci

sunt mult mai des folosit în Africa

Semiconductori intrinseci. Semiconductori extrinseci.Ascunde teorie X

Semiconductori intrinseci

Semiconductorii sunt solide cristaline compuse din elemente ale grupei a IV-a principală (Si sau Ge) ce au patru electroni de valență. Fiecare atom din cristal formează patru legături covalente având forma unui tetraedru regulat. 

Datorită fenomenului de agitație termică o parte din legăturile covalente se rup, rezultând un electron liber și o legătură cu un electron lipsă, numită gol, care se comportă ca o sarcină pozitivă. Astfel în funcție de temperatura semiconductorului în el vor exista un număr egal de purtători de sarcină  liberi negativi - electroni și purtători de sarcină liberi pozitivi - goluri. Electronii și golurile deplasându-se sub influența unei tensiuni electrice în sensuri opuse duc la apariția curentului electric în semiconductorii intrinseci.

Semiconductori extrinseci

Semiconductorii extrinseci sunt semiconductori impurificați cu atomi ai grupelor principale vecine grupei a IV-a. Avem două tipuri de semiconductori, semiconductori de tip n în care purtătorii majoritari sunt electronii și semiconductori de tip p în care purtătorii majoritari sunt golurile.

Semiconductorii de tip n sunt semiconductori impurificați cu atomi ai elementelor chimice din grupa a V-a principală (B, Al, Ga; etc.) care au cinci electroni de valență. Atomul de impuritate  este cuprins în structura cristalină a semiconductorului și participă cu patru electroni la formarea legăturilor covalente, iar al cincilea electron de valență rămâne liber. Deci semiconductorii de n au ca purtători majoritari de sarcină electrică liberi electronii în plus ai atomilor de impuritate.

Semiconductorii de tip p sunt semiconductori impurificați cu atomi ai elementelor din grupa a III-a principală (P, As, Bi, etc.) care au trei electroni de valență. Fiecare atom de impuritate participă la formarea legăturilor covalente doar cu cei trei electroni de valență. O legătură covalentă rămâne cu electron lipsă, comportându-se ca un gol. Deci semiconductorii de tip p au ca purtători majoritari de sarcină electrică liberi golurile create de atomii de impuritate.

impurificarea semiconductorilor scade rezistivitatea lor cu până la trei ordine de mărime. 

Cumpara abonament
Plătește cu PayPal

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă suport în vederea pregătirii pentru Evaluare Națională și Bacalaureat la Matematică, Fizică și Chimie. Lecțiile noastre sunt alcătuite din filme și exerciții și probleme cu tot cu rezolvări. Platforma noastră este o soluție ideală pentru școala online. Pentru facilitarea activității profesorilor în cadrul ecosistemului GSuite de la Google am implementat butonul Google Classroom. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Ne propunem să facilităm accesul la conținut educațional de calitate mai ales elevilor cu venituri mai modeste care nu își pemit meditații particulare. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

Parteneri

EduApps partener Lectii Virtuale UiPath partener Lectii Virtuale Scoala365 partener Lectii Virtuale CCD Galați partener Lectii Virtuale

2021 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate
Termeni   Despre   Contact   Confidenţialitate   Cariere Parteneri