Vedení elektrického proudu v polovodičích 2

1. Vedení elektrického proudu v polovodičích 2

2. Za nízkých teplot (0 Kelvinů) má polovodič – například křemík – všechny valenční elektrony vázány ve vazbách. Si Si Si Si Si Si Si Si Si Polovodiče

3. Při dodání energie se některé elektrony uvolní z vazeb a stanou se volnými (vodivostními) elektrony, vzniknou po nich díry, a látka tak může vést el. proud. Si Si Si Si Si Si Polovodiče Si Si Si • Tento druh vodivosti nazýváme „vlastní vodivost“. • Tato vodivost nemá praktického využití, protože takto vzniklých vodivostních částic je velmi málo.

4. Abychom dostali do polovodiče více vodivostních částic, musíme použít tzv. příměsový prvek, např. fosfor. Si Si Si Si Si P Polovodiče Si Si Si • Fosfor má 5 valenčních elektronů, čtyři se zúčastní vazeb s okolními atomy křemíku, a protože pátý nenajde k sobě atom, se kterým by vytvořil vazbu, i při nízkých teplotách se lehce uvolní a stane se z něj vodivostní elektron.

5. Abychom dostali do polovodiče více vodivostních částic, musíme použít tzv. příměsový prvek, např. fosfor. Si Si Si Si Si P Si Si Si Polovodiče • Fosfor má 5 valenčních elektronů, čtyři se zúčastní vazeb s okolními atomy křemíku, a protože pátý nenajde k sobě atom, se kterým by vytvořil vazbu, i při nízkých teplotách se lehce uvolní a stane se z něj vodivostní elektron.

6. Kolem atomu fosforu se vytvoří kladná oblast, protože náboj jádra převáží náboj obalu atomu Si Si Si Si Si P Si Si Si Polovodiče

7. Kolem atomu fosforu se vytvoří kladná oblast, protože náboj jádra převáží náboj obalu atomu Si Si Si Si Si P Si Si Si Polovodiče • Tato vodivost se nazývá příměsová vodivost typu N (N-negativ – záporný náboj elektronů)

8. Abychom dostali do polovodiče více vodivostních částic, můžeme použít i jiný příměsový prvek, např. indium. Si Si Si Si Si In Polovodiče Si Si Si • Indium má 3 valenční elektrony, k naplnění čtvrté kovalentní vazby nedojde a vytvoří se vodivostní díra.

9. Když do této díry „spadne“ blízký volný elektron (např. vzniklý generací páru), kolem atomu India se vytvoří záporná oblast, protože náboj obalu převáží náboj jádra atomu. Si Si Si Si Si In Polovodiče Si Si Si • Tato vodivost se nazývá příměsová vodivost typu P (P-positiv – kladný náboj děr)

10. Atomy příměsových prvků nazýváme: • Donory – pět valenčních elektronů (P, As) • Akceptory – tři valenční elektrony (In, B) • Vodivost s příměsí donorů je typu N • Vodivost s příměsí akceptorů je typu P • Kolem donorů se vytváří kladná oblast prostorového náboje • Kolem akceptorů se vytváří záporná oblast prostorového náboje • Využití příměsové vodivosti: • fotorezistory • termistory • součástky s PN přechodem Terminologie

11. Autor: Petr Machálek • Vzdělávací oblast: Člověk a příroda • Vzdělávací obor: Fyzika • Ročník: 9. • Období použití: 1. pololetí šk. roku • Vytvořeno: 26. 11. 2012 • Způsob použití: • DUM lze použít s projektorem při výkladu nového učiva. • Dále je DUM žáky využíván při domácí přípravě. • Zdroje informací: vlastní