2025-08-27 21:36:08
В радио- и электротехнике широко применяются полупроводниковые диоды, которые обладают односторонней проводимостью (вентильной). Выпрямление тока происходит в пограничном слое двух образцов германия (или кремния), в одном из которых преобладает концентрация дырок, в другом - концентрация свободных электронов. Каким свойством полупроводников объясняется действие этого прибора?
- температурная зависимость сопротивления полупроводников совершенно иная, чем у металлов: с ростом температуры сопротивление полупроводников убывает, т.е. проводимость увеличивается. У металлов же наблюдается противоположная закономерность
- если в германий (элемент IV группы) ввести в. качестве примеси элемент V группы (например, Р или As), то он становится полупроводником n-типа. Если же ввести примесь элемента III группы (например, Аl или In), то германий становится полупроводником р-типа
- контактная поверхность между полупроводником и металлом (например, между закисью меди и медью, между селеном и пленкой золота) образует фотоэлектрогенератор, преобразуют энергию света в энергию электрического тока
Другие предметы Колледж Полупроводниковые диоды и их свойства полупроводники диоды выпрямление тока германие кремний проводимость температура сопротивление примеси n-тип p-тип фотоэлектрогенератор электротехника радиоэлектроника полупроводниковые приборы
2025-08-27 21:36:22
Давайте разберем, как работают полупроводниковые диоды и какие свойства полупроводников позволяют им выполнять свою функцию.
Односторонняя проводимость (вентильная функция)
- Полупроводниковые диоды обладают уникальной способностью проводить электрический ток в одном направлении и блокировать его в другом. Это свойство называется односторонней проводимостью.
- Такое поведение связано с наличием p-n перехода, который образуется при соединении полупроводников разных типов (p-типа и n-типа).
p-n переход
- В полупроводнике p-типа концентрация дырок (положительных зарядов) превышает концентрацию свободных электронов, в то время как в n-типе наоборот – больше свободных электронов (отрицательных зарядов).
- Когда эти два типа полупроводников соединяются, происходит рекомбинация: электроны из n-типа комбинируются с дырками в p-типе, создавая область, где нет свободных зарядов – это и есть пограничный слой.
- При приложении напряжения в одном направлении (прямом) диод проводит ток, так как пограничный слой сужается, позволяя электронам и дыркам перемещаться. При обратном напряжении пограничный слой расширяется, и ток не проходит.
Температурная зависимость сопротивления
- Полупроводники имеют уникальное свойство, которое заключается в том, что их проводимость увеличивается с повышением температуры. Это происходит потому, что при нагревании увеличивается количество носителей заряда (электронов и дырок).
- В отличие от металлов, где с ростом температуры сопротивление увеличивается, в полупроводниках наблюдается противоположная закономерность. Это делает их очень чувствительными к изменениям температуры.
Примеси и типы полупроводников
- Введение примесей в полупроводники (допирование) позволяет изменять их проводимость. Например, добавление элемента V группы (как фосфор или мышьяк) в германий приводит к образованию полупроводника n-типа, в котором преобладают электроны.
- Добавление элемента III группы (как алюминий или индий) создает полупроводник p-типа с преобладанием дырок.
Фотоэлектрогенераторы
- Контакт между полупроводником и металлом (например, между селеном и пленкой золота) может создавать фотоэлектрические эффекты, которые преобразуют световую энергию в электрическую.
- Это свойство используется в солнечных панелях и других устройствах, где необходимо преобразование солнечной энергии в электричество.
Таким образом, односторонняя проводимость полупроводниковых диодов объясняется свойствами p-n перехода, температурной зависимостью проводимости, а также процессами, связанными с добавлением примесей. Эти характеристики делают полупроводники незаменимыми в радио- и электротехнике.