Dòng điện qua sự tiếp xúc của chất bán dẫn với các loại chất dẫn điện. Linh kiện bán dẫn

Tiếp giáp P-n hay tiếp giáp điện tử-lỗ trống là nơi tiếp xúc của hai chất bán dẫn có dẫn điện tử và lỗ trống. Những chuyển đổi này đóng một vai trò quan trọng trong thiết bị điện tử hiện đại. Sở hữu tính dẫn điện một phía, các mối nối p-n được sử dụng để chỉnh lưu Dòng điện xoay chiều là các sản phẩm độc lập (điốt), cho phép bạn tạo các thiết bị điều khiển dòng điện (bóng bán dẫn) và cũng được sử dụng trong các mạch tích hợp để cách ly các phần tử của nó.

Trong Hình.4.3. một sơ đồ tiếp giáp p-n được hiển thị.

Hình.4.3. chương trình pn quá trình chuyển đổi: phân bố điện tích không gian (a) và tạp chất (b), sơ đồ dải trong chất bán dẫn loại n và loại p (c) và trong tiếp giáp p-n (d).

Các điện tích vũ trụ hình thành trong khu vực p-n quá trình chuyển đổi, tạo ra một rào cản tiềm ẩn đối với sự di chuyển của các nhà cung cấp dịch vụ di động. Bằng cách kiểm soát giá trị của rào cản, có thể thay đổi giá trị của dòng điện trong mạch điện.

Sự khác biệt tiềm năng tiếp xúc kết quả (giá trị rào cản tiềm năng) được xác định từ biểu thức

trong đó p p , n n là nồng độ cân bằng của các chất mang chính;

n i là nồng độ chất mang nội tại.

Điện trường trong vùng điện tích không gian (d=dp+dn)được xác định bởi định luật phân bố của các điện tích này và có thể được tìm thấy từ nghiệm của phương trình Poisson.

dpx0 (4.9)

0 xd n (4.10)

Cho rằng E=dφ/dx bạn có thể nhận được một biểu thức cho φ(x)

Tại 0≤x≤dn; (4.11)

tại dp ≤x≤0 (4.12)

Độ dày của vùng điện tích không gian (d=d p +d n)

trong đó U là điện áp bên ngoài được áp dụng.

Đối với quá trình chuyển đổi không đối xứng, khi N D >>N A, phương trình được đơn giản hóa

Khi quá trình chuyển đổi được bật lại (- thành P- khu vực, + đến N- khu vực) lớp điện tích không gian có thể được coi là một loại tụ điện có điện dung (C b), được gọi là rào cản.

Đặc tính vôn-ampe. Xét đặc tính dòng điện-điện áp của tiếp giáp pn. Như trong trường hợp tiếp xúc bán dẫn kim loại, dạng của đặc tính điện áp dòng điện phụ thuộc đáng kể vào cấu trúc của tiếp giáp p-n, chính xác hơn là độ dày của nó. Vì vậy, nếu độ dày của tiếp giáp pn nhỏ hơn đường tự do trung bình của các hạt tải điện (tiếp giáp mỏng), thì các electron hoặc lỗ trống bay qua tiếp giáp mà không gặp va chạm với mạng tinh thể. Trong trường hợp chuyển tiếp dày, khi chiều rộng của nó vượt quá đáng kể đường dẫn tự do trung bình, việc chuyển các hạt mang điện có đặc tính khuếch tán. Tuy nhiên, vì, không giống như tiếp xúc bán dẫn kim loại, trong tiếp giáp p-n, quá trình truyền dòng điện được thực hiện bởi các hạt mang điện nhỏ, điều quan trọng không phải là bản chất của quá trình truyền, mà là cường độ tạo ra và tái hợp của các hạt tải điện trong khu vực của tiếp giáp p-n. Trong trường hợp chuyển tiếp mỏng, sự tái hợp trong lớp điện tích không gian là không đáng kể. Ngược lại, trong một lớp tiếp giáp p-n dày, một phần đáng kể của các hạt tải điện thiểu số tái hợp, điều này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hình dạng của đặc tính dòng điện-điện áp.



Trước tiên, hãy xem xét đặc tính vôn-ampe của một mối nối mỏng. Các hạt mang điện trải qua một quá trình chuyển tiếp mỏng mà không có thời gian để kết hợp lại, do đó, cả dòng lỗ trống và dòng điện tử ở cả hai phía của tiếp giáp p-n đều bằng nhau. Dòng lỗ trống tại biên của lớp điện tích không gian tính từ mặt bên của chất bán dẫn điện tử tại x = -L n hoàn toàn do thành phần khuếch tán quyết định, vì tại điểm này cường độ điện trường bằng không.

Mật độ dòng lỗ trong trường hợp này

Một biểu thức tương tự có thể thu được cho mật độ dòng điện tử:

đầy đủ hiện tại, chảy qua tiếp giáp p-n, có thể được tính toán trong bất kỳ tiết diện (S) nào của mẫu. Cách dễ nhất để tính toán nó là tại ranh giới tiếp giáp p-n,

Tôi =S(Jp + Jp)(4.18)

Từ công thức thu được có thể thấy rằng theo chiều thuận, dòng điện tăng theo cấp số nhân khi điện áp tăng và theo chiều ngắt, nó có xu hướng dòng điện bão hòa , do sự sinh nhiệt của các hạt tải điện thiểu số trên ranh giới p-n chuyển tiếp độc lập với điện áp bên ngoài:

Nếu quá trình chuyển đổi p-l là bất đối xứng mạnh, thì một trong các số hạng trong công thức (4.20) sẽ cực kỳ nhỏ. Thật vậy, ví dụ, vùng n được pha tạp nhiều hơn vùng p. Khi đó, theo định luật tác dụng quần chúng, ta có p không<. Do độ dài khuếch tán LPl n không khác nhau lắm, ta có

Trong trường hợp tổng quát, mức độ bất đối xứng của chuyển tiếp p-n được đặc trưng bởi một tham số gọi là tỷ lệ tiêm . Tỷ lệ phun bằng tỷ lệ của thành phần dòng điện lớn hơn trên tổng dòng điện. Trong trường hợp khi n n >>p p hệ số phun là

Chúng ta hãy xem xét thêm đặc tính dòng điện-điện áp của một điểm nối dày bằng cách sử dụng ví dụ về cái gọi là p-i-n-diode. Cấu trúc của một diode như vậy bao gồm hai lớp loại n và loại p, được ngăn cách bởi một lớp dẫn điện nội tại có điện trở cao với độ dày đ. Trong một diode như vậy, không còn có thể bỏ qua các quá trình tạo và tái hợp bên trong lớp tiếp giáp p-n. Trong trường hợp khi chênh lệch điện thế bên ngoài được bật theo hướng tắt, ở lớp i trung gian, các hạt mang điện được tạo ra với tốc độ n i /τ i . Khi điện áp được bật theo hướng thuận, sự tái hợp của các hạt tải điện được đưa vào diễn ra trong lớp này và mật độ dòng điện liên quan đến việc tạo và tái hợp các hạt tải điện trong lớp trung gian có độ dày d bằng

trong đó τ i là thời gian tồn tại của sóng mang nội tại;

n i là nồng độ nội tại của chất mang.

Tổng dòng điện chạy qua quá trình chuyển đổi p-i-n, có thể được coi là tổng của dòng điện được tính toán mà không tính đến việc tạo và tái hợp trong đường giao nhau và thành phần tái tổ hợp thế hệ:

Công thức kết quả có giá trị không chỉ trong trường hợp lớp i rõ rệt mà còn với sự thay đổi trơn tru về nồng độ tạp chất trong vùng huyện bình thường chuyển tiếp. Trong trường hợp này, vai trò của tham số đđóng tổng chiều rộng r-p- chuyển tiếp. Từ công thức (4.24), một điều kiện sau đây để xác định xem một chuyển tiếp p - n đã cho thuộc loại mỏng hay dày: nếu số hạng thứ ba trong dấu ngoặc đơn nhỏ hơn nhiều so với tổng của hai phần đầu tiên, thì quá trình chuyển đổi có thể được coi là mỏng. Nếu không thì trường hợp p-n quá trình chuyển đổi phải được coi là dày.

Phá vỡ pn chuyển tiếp. Với sự gia tăng điện áp ngược tại điểm nối p-n, khi đạt đến một giá trị điện áp U nhất định của các mẫu, dòng điện qua diode bắt đầu tăng mạnh, dẫn đến sự cố. Cường độ điện trường trung bình trong vùng của thể tích phí p-n quá trình chuyển đổi có thể được viết là

E=V/d= (q/2εε 0) 1/2 (UN D) 1/2 (4.25)

Vì sự đánh thủng bắt đầu khi đạt đến một giá trị nhất định (đối với từng điều kiện cụ thể) của cường độ điện trường E của các mẫu, nên càng đ(ít hơn NĐ),điện áp U của các mẫu càng cao thì sự cố bắt đầu. Rõ ràng, các mẫu U lớn nhất có quá trình chuyển đổi p-i-n, bởi vì N Đ trong cơ sở của nó là nhỏ nhất và chiều rộng của vùng điện tích không gian đ Lớn nhất.

dị thể. Không giống như tiếp giáp p-n, được hình thành bằng cách thay đổi nồng độ tạp chất trong một vật liệu bán dẫn (tiếp giáp homo), một dị thể là một điểm nối được hình thành bởi các chất bán dẫn có bản chất vật lý và hóa học khác nhau. Ví dụ về các dị thể có thể là các chuyển tiếp germanium-silicon, germanium-gallium arsenide, gallium arsenide-gallium forsphide, v.v. Để thu được các dị thể với số lượng khuyết tật tối thiểu ở giao diện, mạng tinh thể của một chất bán dẫn sẽ đi vào mạng tinh thể của một chất bán dẫn khác với nhiễu loạn tối thiểu. Về vấn đề này, các chất bán dẫn được sử dụng để tạo dị thể phải có hằng số mạng tương tự và cấu trúc tinh thể giống hệt nhau. Mối quan tâm thực tế lớn nhất hiện nay là các dị thể được hình thành bởi chất bán dẫn với chiều rộng khác nhau khoảng cách vùng cấm, và không chỉ các dị tiếp xúc giữa các chất bán dẫn loại p và n, mà cả các dị thể giữa các chất bán dẫn có một loại độ dẫn: n-n hoặc p-p có những đặc tính thú vị đối với các thiết bị bán dẫn.

Xét giản đồ năng lượng của dị tiếp xúc giữa chất bán dẫn loại n có dải cấm rộng và chất bán dẫn loại p có dải cấm hẹp (Hình 4.4). Điểm tham chiếu (0) được coi là năng lượng của một electron trong chân không. Giá trị χ trong trường hợp này - chức năng công việc thực sự của điện tử. từ chất bán dẫn đến chân không. Hàm công nhiệt động được ký hiệu là MỘT.

Khi một tiếp xúc được thực hiện giữa hai chất bán dẫn, các mức Fermi được căn chỉnh. Sự khác biệt giữa dị thể và năng lượng biểu đồ p-n chuyển tiếp bao gồm sự hiện diện của sự gián đoạn trong vùng dẫn (Δ E C) và trong dải hóa trị (Δ EV). Trong khu. độ dẫn, sự gián đoạn là do sự khác biệt giữa các chức năng công việc thực sự của các electron từ chất bán dẫn p và n:

ΔE C \u003d χ 2 - χ 1 (4.26)

và trong dải hóa trị, bên cạnh đó, còn có sự bất bình đẳng về giá trị năng lượng E V .

Do đó, hàng rào thế năng cho các electron và lỗ trống sẽ khác nhau: hàng rào thế năng cho các electron trong vùng dẫn nhỏ hơn so với các lỗ trống trong vùng hóa trị. Khi một điện áp được đặt theo chiều thuận, hàng rào thế năng cho các electron sẽ giảm và các electron từ N- Chất bán dẫn được đưa vào r-chất bán dẫn. Rào cản tiềm năng cho các lỗ hổng trong r-diện tích cũng sẽ giảm, nhưng vẫn đủ lớn để tạo lỗ từ r-khu vực trong N-khu vực này thực tế không tồn tại. Trong trường hợp này, hệ số phun (γ) có thể bằng một.

Cơm. 4.4. Giản đồ năng lượng của hai chất bán dẫn R- và loại n với khoảng cách dải khác nhau (a) và p –n dị thể (b)

cho thành tích thông số tốt nhất thiết bị, giá trị này phải là tối đa. Trong một homojunction, điều này đạt được bằng cách pha tạp nhiều hơn vùng n so với vùng p có tạp chất. Tuy nhiên, con đường này không thể được thực hiện vô thời hạn, vì một mặt, có một giới hạn đối với khả năng hòa tan của tạp chất trong chất bán dẫn, và mặt khác, khi chất bán dẫn được pha tạp nhiều, nhiều khuyết tật khác nhau được đưa vào. nó đồng thời với tạp chất, làm xấu đi các thông số của tiếp giáp p-n. Theo hướng này, việc sử dụng dị thể có triển vọng.

Nếu một dị thể được hình thành bởi các chất bán dẫn với một lượng tạp chất như nhau (p p = p P ) và để đơn giản, chúng tôi giả sử rằng khối lượng hiệu dụng và các tham số khác của hạt mang điện là bằng nhau, sau đó chúng tôi có thể viết

Tôi p /I n =exp[-(E gn –E g P )/kT](4.27)

Ví dụ, khi sử dụng n-silicon và p-gecmani E gn –E gp = 0,4 eV. Bởi vì kT/q=0,025 B, sau đó 1 p / 1 p \u003d e - 16 , thực tế bằng không, nghĩa là dòng điện qua dị vòng chỉ bao gồm các electron được đưa vào từ N- khu vực trong r-vùng đất. Trong quá trình chuyển đổi đồng đẳng trong cùng điều kiện tôi p / tôi n=:1, tức là dòng electron và dòng lỗ trống bằng nhau.

Do đó, dị thể cho phép tiêm các hạt mang điện gần như một phía. Điều quan trọng cần lưu ý là việc tiêm một chiều cũng được bảo toàn với sự gia tăng dòng điện qua tiếp xúc dị thể, trong khi nó bị vi phạm trong tiếp xúc đồng thể.

26.01.2015

Bài số 37 (lớp 9)

Chủ đề: Điện trở nhiệt

Dòng điện qua tiếp xúc của chất bán dẫn loại p và n

( chuyển tiếp p-n)

Tầm quan trọng đặc biệt trong công nghệ là việc đưa các chất bán dẫn có độ dẫn khác nhau tiếp xúc với nhau. Điều gì xảy ra với liên hệ như vậy? Do sự khuếch tán điện tích, các electron sẽ bắt đầu xâm nhập vào chất bán dẫn p và lỗ trống vào chất bán dẫn n. Kết quả là, cái gọi là lớp rào cản được hình thành ở ranh giới, do điện trường của nó, ngăn cản sự trao đổi điện tích tiếp theo (Hình 6).

Cơm. 1. Lớp chặn tại tiếp giáp p-n

Để xây dựng đặc tính dòng điện-điện áp của tiếp giáp n-p, một sơ đồ sau(xem Hình 2), nhờ đó bạn có thể thay đổi cả cực tính và cường độ của điện áp đặt vào tiếp giáp p-n.

Hình.2. Mạch để có được các đặc tính và điện áp hiện tại đặc tính p-n chuyển tiếp, tương ứng.

Hình 16.10 cho thấy một mạch bán dẫn, phần bên phải có chứa tạp chất của nhà tài trợ và do đó là chất bán dẫn N-loại, và bên trái - tạp chất chấp nhận và là một chất bán dẫn r-kiểu; giữa họ - vùng chuyển giao- một khu vực cạn kiệt phí. Trong đó, xảy ra sự tái hợp của các điện tử và lỗ trống. Các electron được hiển thị dưới dạng các vòng tròn màu xanh lam, các lỗ trống có màu xám. Chỗ tiếp xúc của hai chất bán dẫn gọi là huyện- hoặc n-r-chuyển tiếp.

Khi một tiếp xúc được hình thành, các electron chuyển một phần từ chất bán dẫn N-loại đến chất bán dẫn r-type và lỗ - theo hướng ngược lại. Kết quả là chất bán dẫn N-loại được tích điện dương, và r-loại - tiêu cực. Quá trình khuếch tán dừng lại sau khi điện trường phát sinh trong vùng chuyển tiếp bắt đầu ngăn cản chuyển động tiếp theo của các electron và lỗ trống.
Bật chất bán dẫn huyện-chuyển sang mạch điện ( hình.16.11). Trước tiên chúng ta hãy kết nối pin để tiềm năng của chất bán dẫn r-type là tích cực, và N-loại - tiêu cực. Trong trường hợp này, dòng điện qua huyện- quá trình chuyển đổi được tạo ra bởi các tàu sân bay chính: từ khu vực Nđến khu vực r- electron, và từ khu vực rđến khu vực N- hố ( hình.16.12).

Do đó, độ dẫn điện của toàn bộ mẫu cao và điện trở thấp.
Quá trình chuyển đổi được xem xét ở đây được gọi là trực tiếp. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế - đặc tính dòng điện-điện áp của quá trình chuyển đổi trực tiếp - được thể hiện trong Hình 16.13 dưới dạng một đường liền nét.

Hãy thay đổi cực của kết nối pin. Sau đó, với cùng một sự khác biệt tiềm năng, dòng điện trong mạch sẽ ít hơn nhiều so với khi chuyển đổi trực tiếp. Điều này là do sau đây. Các electron bây giờ đi qua tiếp xúc từ khu vực rđến khu vực N, và lỗ - từ khu vực Nđến khu vực r. Nhưng trong chất bán dẫn r-loại có ít electron tự do và trong chất bán dẫn N-giống như vài cái lỗ. Bây giờ quá trình chuyển đổi qua liên hệ được thực hiện bởi các nhà cung cấp dịch vụ nhỏ, số lượng ít ( hình.16.14). Do đó, độ dẫn của mẫu hóa ra không đáng kể và điện trở lớn. Một cái gọi là lớp rào cản được hình thành. Quá trình chuyển đổi như vậy được gọi là đảo ngược. Đặc tính dòng điện-điện áp của quá trình chuyển đổi ngược được thể hiện trong Hình 16.13 với một đường nét đứt.

Như vậy, huyện- Biến trở có thể được sử dụng để chỉnh lưu dòng điện. Một thiết bị như vậy được gọi là diode bán dẫn.
Điốt bán dẫn được làm từ gecmani, silic, selen và các chất khác.
Xem xét cách tạo huyện-chuyển đổi sử dụng gecmani, có tính dẫn điện N-type, với một lượng nhỏ tạp chất của nhà tài trợ. Quá trình chuyển đổi này không thể đạt được bằng cách kết nối cơ học hai chất bán dẫn với các loại độ dẫn điện khác nhau, vì điều này dẫn đến khoảng cách quá lớn giữa các chất bán dẫn. độ dày như nhau huyện-transition không được nhiều hơn khoảng cách giữa các nguyên tử, do đó, indium được hợp nhất vào một trong các bề mặt mẫu. Để tạo ra một diode bán dẫn, một chất bán dẫn có tạp chất r-loại chứa nguyên tử indi được nung ở nhiệt độ cao. hơi tạp chất N-loại (ví dụ asen) được lắng đọng trên bề mặt của tinh thể. Do khuếch tán, chúng được đưa vào trong tinh thể và trên bề mặt tinh thể có tính dẫn điện r-type, một khu vực được hình thành với loại điện tửđộ dẫn nhiệt ( hình.16.15).

Để ngăn chặn tác hại tinh thể gecmani không khí và ánh sáng được đặt trong hộp kim loại kín.

Sơ đồ biểu diễn của diode được thể hiện trong Hình 16.16. Bộ chỉnh lưu bán dẫn có độ tin cậy cao và tuổi thọ lâu dài. Tuy nhiên, chúng chỉ có thể hoạt động trong khoảng nhiệt độ giới hạn (từ -70 đến 125°C).

pn- quá trình chuyển đổi đối với dòng điện hóa ra là không đối xứng: theo hướng thuận, điện trở của quá trình chuyển đổi nhỏ hơn nhiều so với theo hướng ngược lại.
Của cải huyện- Biến trở dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Trong nửa thời gian cường độ dòng điện qua tiếp giáp đổi chiều, khi điện thế của chất bán dẫn R- loại là dương, dòng điện chạy tự do qua huyện-chuyển tiếp. Trong nửa thời gian tiếp theo, dòng điện thực tế bằng không.

2. Chất bán dẫn

Kích thước nhỏ và chất lượng tín hiệu truyền rất cao được tạo ra Thiết bị bán dẫn rất phổ biến trong công nghệ điện tử hiện đại. Thành phần của các thiết bị như vậy có thể bao gồm không chỉ silicon có tạp chất đã nói ở trên, mà còn, ví dụ, germanium. Một trong những thiết bị này là diode - một thiết bị có thể truyền dòng điện theo một hướng và ngăn không cho dòng điện đi theo hướng khác. Nó thu được bằng cách cấy một loại chất bán dẫn khác vào một tinh thể bán dẫn loại p hoặc n (Hình 11).

Cơm. 3. Ký hiệu của diode trên sơ đồ và sơ đồ thiết bị của nó, tương ứng

Một thiết bị khác, hiện có hai ngã ba pn và được gọi là tranzito. Nó phục vụ không chỉ để chọn hướng của dòng chảy hiện tại, mà còn để chuyển đổi nó.

Cần lưu ý rằng các vi mạch hiện đại sử dụng nhiều tổ hợp điốt, bóng bán dẫn và các thiết bị điện khác.

Cơm. 12. Sơ đồ cấu trúc của bóng bán dẫn và ký hiệu của nó trên mạch điện tương ứng

Transistor là một thiết bị thông minh. Hiểu các nguyên tắc của bóng bán dẫn không phải là dễ dàng, nhưng họ đã phát minh ra nó! Chúng tôi hy vọng bạn có thể hiểu nó hoạt động như thế nào, thậm chí mô tả ngắn gọn.
Hãy xem xét một trong các loại bóng bán dẫn germanium hoặc silicon với các tạp chất cho và nhận được đưa vào chúng. Sự phân bố tạp chất sao cho tạo ra một lớp bán dẫn rất mỏng (độ dày cỡ vài micromet). N-loại giữa hai lớp bán dẫn r-kiểu ( hình.16.17). Lớp mỏng này được gọi là nền tảng, hoặc căn cứ.

Tinh thể có hai huyện-transition, các hướng trực tiếp của nó là ngược lại. Ba đầu ra từ các vùng có các loại độ dẫn điện khác nhau cho phép bạn đưa một bóng bán dẫn vào mạch điện như trong Hình 16.17. Trong sơ đồ này, bên trái huyện-chuyển tiếp là trực tiếp và ngăn cách cơ sở từ khu vực với dẫn r loại được gọi là máy phát. Nếu không có quyền huyện-chuyển đổi, trong mạch cơ sở bộ phát, sẽ có một dòng điện tùy thuộc vào điện áp của các nguồn (pin B1 và ​​nguồn điện áp xoay chiều) và điện trở của mạch, bao gồm cả điện trở thấp của đường giao nhau cơ sở bộ phát trực tiếp.
Pin B2 được bao gồm để bên phải huyện-chuyển mạch trong mạch (xem hình 16.17) là đảo ngược. Nó ngăn cách cơ sở với khu vực bên phải với sự dẫn truyền r loại được gọi là một nhà sưu tập. Nếu không có điểm nối p-n bên trái, dòng điện trong mạch góp sẽ gần bằng 0, vì điện trở của điểm nối ngược rất cao. Trong sự hiện diện của một dòng điện ở bên trái huyện-dòng điện chuyển tiếp cũng xuất hiện trong mạch thu và cường độ dòng điện trong bộ thu chỉ nhỏ hơn một chút so với cường độ dòng điện trong bộ phát.
Điều này được giải thích như sau. Khi tạo ra hiệu điện thế giữa cực phát và cực nền, các hạt tải điện chính của chất bán dẫn r-loại (lỗ hổng) thâm nhập vào cơ sở nơi chúng đã có hãng thiểu số. Do độ dày của đế rất nhỏ và số lượng hạt tải điện đa số (electron) trong đó ít nên các lỗ trống rơi vào nó hầu như không kết hợp (không tái hợp) với các điện tử cơ bản và xâm nhập vào bộ thu do khuếch tán. Tiếp giáp p-n bên phải được đóng đối với các hạt mang điện chính của bazơ - các electron, nhưng không đóng đối với các lỗ trống. Trong bộ thu, các lỗ được mang đi bởi điện trường và đóng mạch. Cường độ dòng điện phân nhánh vào mạch phát từ đế là rất nhỏ, vì diện tích mặt cắt ngang của đế trong mặt phẳng nằm ngang (xem Hình 16.17) nhỏ hơn nhiều so với mặt cắt ngang trong mặt phẳng mặt phẳng thẳng đứng.
Dòng điện trong bộ thu, gần bằng dòng điện trong bộ phát, thay đổi theo dòng điện qua bộ phát. điện trở rít ảnh hưởng đến dòng điện trong bộ thu và điện trở này có thể đủ lớn. Bằng cách điều khiển dòng bộ phát bằng nguồn điện áp xoay chiều có trong mạch của nó, chúng ta có được sự thay đổi đồng bộ về điện áp trên điện trở r.
Tại sức đề kháng caođiện trở, sự thay đổi điện áp trên nó có thể lớn hơn hàng chục nghìn lần so với sự thay đổi điện áp tín hiệu trong mạch bộ phát. Điều này có nghĩa là tăng điện áp. Do đó, khi tải r có thể thu được các tín hiệu điện có công suất lớn hơn nhiều lần so với công suất đi vào mạch phát.
Ứng dụng của bóng bán dẫn. Các thiết bị điện tử hiện đại dựa trên vi mạch và bộ vi xử lý, bao gồm một số lượng lớn bóng bán dẫn. Máy tính, được tạo thành từ các vi mạch và bộ vi xử lý, đã thực sự thay đổi thế giới xung quanh con người. Hiện tại, không có một lĩnh vực hoạt động nào của con người mà máy tính không đóng vai trò là trợ lý tích cực của con người. Ví dụ, trong thám hiểm không gian hoặc các ngành công nghệ cao bộ vi xử lý hoạt động, mức độ tổ chức tương ứng với trí tuệ nhân tạo.
Các bóng bán dẫn (Hình 16.18, 16.19) cực kỳ phổ biến trong công nghệ hiện đại. Họ thay thế ống chân không trong mạch điện thiết bị khoa học, công nghiệp và gia dụng. Bộ đàm di động sử dụng các thiết bị như vậy thường được gọi là bóng bán dẫn. Ưu điểm của bóng bán dẫn (cũng như điốt bán dẫn) so với ống điện tử trước hết là không có cực âm nóng, tiêu thụ điện năng đáng kể và cần thời gian để làm nóng. Ngoài ra, các thiết bị này có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn hàng chục, hàng trăm lần so với ống chân không. Chúng hoạt động ở điện áp thấp hơn.

Các hiện tượng thú vị nhất xảy ra khi tiếp xúc với chất bán dẫn loại n và loại p. Những hiện tượng này được sử dụng trong hầu hết các thiết bị bán dẫn. Chúng kết hợp lại các electron và lỗ trống. Khi một tiếp xúc được hình thành, các electron chuyển một phần từ chất bán dẫn loại n sang chất bán dẫn loại p và các lỗ trống - theo hướng ngược lại. Kết quả là, chất bán dẫn loại n được tích điện dương và loại p được tích điện âm. Quá trình khuếch tán dừng lại sau khi điện trường phát sinh trong vùng chuyển tiếp bắt đầu ngăn cản chuyển động tiếp theo của các electron và lỗ trống.

điốt bán dẫn

Cơ sở của diode bán dẫn là tiếp giáp pn, xác định các thuộc tính, đặc điểm và tham số của nó. Theo mục đích của chúng, điốt bán dẫn được chia thành điốt chỉnh lưu, xung, tần số cao và vi sóng, điốt zener, chuyển mạch ba lớp, đường hầm, varicaps, ảnh và đèn LED. Tùy thuộc vào vật liệu bán dẫn ban đầu, điốt được chia thành germanium và silicon. Điốt germanium hoạt động ở nhiệt độ không cao hơn +80 ° C và điốt silicon lên đến +140 ° C. Theo thiết kế và công nghệ, điốt được chia thành phẳng và điểm. Các điốt hợp kim phẳng phổ biến nhất, chỉ khó sử dụng ở tần số cao hơn. Ưu điểm của điốt điểm là điện dung thấp của tiếp giáp p-n, giúp nó có thể hoạt động ở tần số vi sóng cao. Điốt cao tần là thiết bị mục đích phổ quát. Chúng có thể hoạt động trong các bộ chỉnh lưu AC có dải tần số rộng, cũng như trong các bộ điều biến, bộ dò và các bộ chuyển đổi tín hiệu điện phi tuyến tính khác. Theo quy luật, các điốt cao tần chứa một điểm tiếp giáp pn và do đó được gọi là điốt điểm. Điốt chuyển mạch là một loại điốt tần số cao và được thiết kế để sử dụng làm thành phần chính trong tốc độ cao mạch xung. Điốt Zener là điốt phẳng silicon được thiết kế để ổn định mức điện áp không đổi trong mạch khi dòng điện qua điốt thay đổi trong giới hạn nhất định. Một varicap là một diode bán dẫn được thiết kế đặc biệt được sử dụng như một tụ điện biến thiên. Điốt quang là một thiết bị quang điện bán dẫn có hiệu ứng quang điện bên trong phản ánh quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Đèn LED (điốt phát quang) chuyển đổi năng lượng của điện trường thành bức xạ quang không nhiệt, được gọi là hiện tượng điện phát quang. Đi-ốt đường hầm là một đi-ốt bán dẫn sử dụng hiện tượng đánh thủng đường hầm khi bật theo chiều thuận.



PHẢN ỨNG CHUỖI HẠT NHÂN.

Đây là một quá trình trong đó một phản ứng được thực hiện gây ra các phản ứng tiếp theo cùng loại. Trong quá trình phân hạch một hạt nhân uranium, các neutron sinh ra có thể gây ra sự phân hạch của các hạt nhân uranium khác, trong khi số lượng neutron tăng lên như tuyết lở.
Phản ứng dây chuyền đi kèm với việc giải phóng một số lượng lớn năng lượng. Để thực hiện phản ứng dây chuyền, không thể sử dụng bất kỳ hạt nhân nào phân hạch dưới tác dụng của neutron. Nguyên tố hóa học uranium, được sử dụng làm nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân, tự nhiên bao gồm hai đồng vị: uranium-235 và uranium-238.
Trong tự nhiên, đồng vị urani-235 chỉ chiếm 0,7% tổng nguồn cung cấp urani, nhưng chúng thích hợp để tiến hành phản ứng dây chuyền, bởi vì phân hạch dưới tác dụng của nơtron chậm. Phản ứng dây chuyền có kiểm soát đầu tiên - Mỹ năm 1942 (E. Fermi)
Ở Liên Xô - 1946 (I.V. Kurchatov).

LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN - là một thiết bị trong nhà máy điện hạt nhân để sản xuất năng lượng nguyên tử.
Mục đích của lò phản ứng hạt nhân là biến đổi nội năng của hạt nhân nguyên tử thành năng lượng điện.
Phản ứng dây chuyền phân hạch hạt nhân diễn ra trong lò phản ứng hạt nhân. Tất cả các nhà máy điện hạt nhân đều được trang bị lò phản ứng hạt nhân ( nhà máy điện hạt nhân).
Vận hành lò phản ứng:

Lò phản ứng hoạt động bằng neutron chậm. Lõi lò phản ứng chứa nhiên liệu hạt nhân - thanh uranium và chất điều tiết - nước. Nước xung quanh các thanh uranium không chỉ là chất điều tiết neutron mà còn dùng để loại bỏ nhiệt, bởi vì. nội năng của các mảnh bay được chuyển hóa thành nội năng của môi trường - nước. Lõi được bao quanh bởi một gương phản xạ để trả lại neutron và lớp bảo vệ bê tông.
Việc đạt được khối lượng tới hạn của nhiên liệu được thực hiện bằng cách đưa vào các thanh điều khiển (cho đến khi đạt được khối lượng uranium = khối lượng tới hạn).
Vùng hoạt động được kết nối thành một vòng bằng các đường ống (mạch thứ nhất).
Nước được máy bơm bơm qua các đường ống của mạch và giải phóng năng lượng của nó cho cuộn dây trong bộ trao đổi nhiệt, làm nóng nước trong cuộn dây (ở mạch thứ 2).
Nước trong cuộn dây biến thành hơi nước, nhiệt độ có thể đạt tới 540 độ.
Hơi nước làm quay tuabin, năng lượng hơi nước được chuyển hóa thành cơ năng.
Trục của tuabin làm quay rôto của máy phát điện, biến năng lượng cơ học thành năng lượng điện.
Hơi nước đã qua sử dụng (được làm mát) đi vào thiết bị ngưng tụ, tại đây nó biến thành nước, trở lại mạch 1. Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên được xây dựng ở Obninsk (Liên Xô).
Ưu điểm của nhà máy điện hạt nhân: lò phản ứng hạt nhân không tiêu thụ ôxy và nhiên liệu hữu cơ. Chúng không gây ô nhiễm môi trường bằng tro xỉ và các sản phẩm nhiên liệu hữu cơ có hại cho con người. Sinh quyển được bảo vệ đáng tin cậy khỏi tác động phóng xạ trong quá trình vận hành bình thường của NPP.
Nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân: nhu cầu xử lý chất thải phóng xạ và tháo dỡ các lò phản ứng lỗi thời. Nguy cơ ô nhiễm phóng xạ của khu vực trong quá trình phóng xạ tình cờ. Nguy cơ thảm họa môi trường (1986 - Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl).



Vé 19

1.TRANSTOR, một thiết bị bán dẫn được thiết kế để khuếch đại và điều khiển dòng điện. Các bóng bán dẫn có sẵn dưới dạng các thành phần rời rạc trong các trường hợp riêng lẻ hoặc dưới dạng các phần tử tích cực của cái gọi là. mạch tích hợp, trong đó kích thước của chúng không vượt quá 0,025 mm. Do thực tế là các bóng bán dẫn rất dễ thích nghi với điều kiện khác nhau các ứng dụng, chúng đã thay thế gần như hoàn toàn các ống chân không. Một trong những ứng dụng công nghiệp đầu tiên của bóng bán dẫn được tìm thấy trong các trạm chuyển mạch điện thoại. Hàng tiêu dùng đầu tiên có bóng bán dẫn là máy trợ thính, xuất hiện trên thị trường vào năm 1952. Ngày nay, bóng bán dẫn và đa bóng bán dẫn mạch tích hợpđược sử dụng trong mọi thứ, từ máy thu thanh đến hệ thống giám sát mặt đất và trên không trong lực lượng tên lửa. Danh sách các ứng dụng cho bóng bán dẫn gần như vô tận và tiếp tục phát triển. Năm 1954, hơn 1 triệu bóng bán dẫn được sản xuất. Bây giờ con số này thậm chí không thể được chỉ định. Ban đầu, bóng bán dẫn rất đắt tiền. Ngày nay, các thiết bị xử lý tín hiệu được bán dẫn có thể được mua với giá vài xu.

Thermistor - một điện trở bán dẫn, điện trở phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ. Nhiệt điện trở được đặc trưng bởi hệ số điện trở nhiệt độ lớn (TCR) (cao hơn hàng chục lần so với hệ số này đối với kim loại), tính đơn giản của thiết bị, khả năng hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau. điều kiện khí hậu dưới tải trọng cơ học đáng kể, sự ổn định của các đặc tính theo thời gian. Điện trở nhiệt được phát minh bởi Samuel Ruben vào năm 1930 và có bằng sáng chế.

ĐIỆN TRỞ

Một điện trở bán dẫn làm thay đổi điện tích của nó. sức đề kháng dưới tác động của bên ngoài el.-mag. sự bức xạ. Liên quan đến máy thu bức xạ quang điện, nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên bên trong. hiệu ứng quang điện trong chất bán dẫn. Để mở rộng chức năng, các khả năng của F. được bổ sung với các bộ lọc, ống kính, trình quét, sơ bộ. bộ khuếch đại, bộ điều nhiệt, hệ thống chiếu sáng, làm mát, v.v. Các thông số chính của điện trở quang: điện trở tối (10 1 -10 14 Ohm); dải nhạy quang phổ (0,5-120 µm); hằng số thời gian (10 -2 - 10 -9 s); độ nhạy vôn (10 3 -10 6 V/W); công suất thám tử (10 8 -10 16 cm Hz 1/2 W -1); hệ số nhiệt độ. độ nhạy (0,1-5%/K); điện áp hoạt động(0,1 -100 V).

phản ứng nhiệt hạch

Năm 1939, nhà vật lý nổi tiếng người Mỹ Bethe đã đưa ra một lý thuyết định lượng về hạt nhân của các nguồn năng lượng sao. Như bạn đã biết, các ngôi sao chủ yếu bao gồm hydro (mặc dù vẫn có những trường hợp ngoại lệ), vì vậy xác suất va chạm của hai proton là rất cao. Khi một proton va chạm với một proton khác, nó có thể bị hút vào hạt nhân do lực hạt nhân. Các lực hạt nhân tác dụng ở những khoảng cách theo thứ tự kích thước của chính hạt nhân (tức là 10 m). Để tiếp cận hạt nhân ở khoảng cách nhỏ như vậy, proton phải thắng một lực đẩy tĩnh điện rất đáng kể. Rốt cuộc, hạt nhân cũng tích điện dương.

Vé 20

DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG

tạo email có thể có dòng điện trong chân không nếu sử dụng nguồn mang điện tích.
Hoạt động của một nguồn hạt tích điện có thể dựa trên hiện tượng phát xạ nhiệt: đây là sự phát xạ của các electron bởi các vật thể rắn hoặc lỏng khi chúng được nung nóng đến nhiệt độ tương ứng với ánh sáng nhìn thấy được của kim loại nóng.
điốt chân không

Điốt chân không là một hai điện cực (A- cực dương và K - cực âm) đèn điện.
Áp suất rất thấp được tạo ra bên trong hộp thủy tinh.
H - dây tóc đặt bên trong cực âm để đốt nóng nó. Bề mặt của cực âm bị nung nóng phát ra các electron. Nếu cực dương được kết nối với + của nguồn hiện tại và cực âm với -, thì một dòng điện nhiệt không đổi sẽ chạy trong mạch. Điốt chân không dẫn một chiều. Những thứ kia. có thể có dòng điện trong cực dương nếu điện thế cực dương cao hơn điện thế cực âm. Trong trường hợp này, các điện tử từ Đám mây điện từ bị hút về cực dương, tạo ra dòng điện trong chân không.

Việc sử dụng năng lượng nguyên tử.

Việc sử dụng năng lượng hạt nhân trong thế giới hiện đại hóa ra lại quan trọng đến mức nếu chúng ta thức dậy vào ngày mai và năng lượng của phản ứng hạt nhân biến mất, thế giới mà chúng ta biết có thể sẽ không còn tồn tại. Việc sử dụng năng lượng hạt nhân tạo ra nhiều vấn đề. Về cơ bản, tất cả những vấn đề này liên quan đến thực tế là sử dụng năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử vì lợi ích của chính nó, một người nhận được cái ác đáng kể dưới dạng chất thải phóng xạ cao không thể vứt bỏ đơn giản. Chất thải từ nguồn hạt nhân năng lượng cần được xử lý, vận chuyển, chôn lấp và lưu trữ lâu dài trong điều kiện an toàn.

Ưu và nhược điểm, lợi ích và tác hại từ việc sử dụng năng lượng hạt nhân

Hãy xem xét những ưu và nhược điểm của việc sử dụng năng lượng hạt nhân nguyên tử, lợi ích, tác hại và ý nghĩa của chúng đối với cuộc sống của Nhân loại. Rõ ràng là ngày nay chỉ có các nước công nghiệp phát triển mới cần năng lượng hạt nhân. Đó là, năng lượng hạt nhân hòa bình tìm thấy ứng dụng chính của nó chủ yếu tại các cơ sở như nhà máy, nhà máy chế biến, v.v. Chính các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng ở xa các nguồn điện giá rẻ (như nhà máy thủy điện) sử dụng nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo và phát triển các quy trình nội bộ của họ.

Các vùng và thành phố nông nghiệp không thực sự cần năng lượng hạt nhân. Hoàn toàn có thể thay thế nó bằng các trạm nhiệt và các trạm khác. Nó chỉ ra rằng việc làm chủ, mua lại, phát triển, sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân phần lớn nhằm đáp ứng nhu cầu của chúng ta đối với các sản phẩm công nghiệp. Hãy xem đây là những ngành công nghiệp nào: công nghiệp ô tô, công nghiệp quân sự, luyện kim, công nghiệp hóa chất, tổ hợp dầu khí, v.v.

Người đàn ông hiện đại muốn đi xe xe hơi mới? Bạn muốn mặc đồ tổng hợp thời thượng, ăn đồ tổng hợp và đóng gói mọi thứ bằng đồ tổng hợp? Bạn muốn những sản phẩm sáng sủa với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau? Muốn có tất cả điện thoại, TV, máy tính mới? Bạn muốn mua nhiều, thường xuyên thay đổi trang bị xung quanh mình? Muốn ăn ngon hóa chất từ ​​gói màu? Bạn có muốn sống trong hòa bình? Bạn có muốn nghe những bài phát biểu ngọt ngào từ màn hình TV không? Bạn có muốn có nhiều xe tăng, cũng như tên lửa và tàu tuần dương, cũng như đạn pháo và đại bác không?
Muốn?
Và anh ấy có được tất cả. Không quan trọng là cuối cùng sự khác biệt giữa lời nói và hành động dẫn đến chiến tranh. Không quan trọng là năng lượng cũng cần thiết để xử lý nó. Cho đến nay, người đã bình tĩnh. Anh ta ăn, uống, đi làm, mua bán.

Và tất cả điều này đòi hỏi năng lượng. Và điều này đòi hỏi rất nhiều dầu, khí đốt, kim loại, v.v. Và tất cả các quy trình công nghiệp này đều cần năng lượng nguyên tử. Do đó, bất kể ai nói gì, cho đến khi lò phản ứng tổng hợp nhiệt hạch công nghiệp đầu tiên được đưa vào nối tiếp, năng lượng hạt nhân sẽ chỉ phát triển.

Về những lợi thế của năng lượng hạt nhân, chúng ta có thể viết ra mọi thứ mà chúng ta quen thuộc một cách an toàn. Mặt trái là viễn cảnh đáng buồn về cái chết cận kề trong sự sụp đổ của sự cạn kiệt tài nguyên, vấn đề chất thải hạt nhân, gia tăng dân số và suy thoái đất canh tác. Nói cách khác, năng lượng nguyên tử cho phép con người bắt đầu làm chủ thiên nhiên mạnh mẽ hơn nữa, buộc nó vượt quá khả năng đo lường đến mức trong vài thập kỷ, con người đã vượt qua ngưỡng tái tạo các nguồn tài nguyên cơ bản, bắt đầu từ năm 2000 đến 2010, quá trình tiêu thụ sụp đổ. Quá trình này khách quan không còn phụ thuộc vào con người. Mọi người sẽ phải ăn ít hơn, sống ít hơn và tận hưởng môi trường tự nhiên ít hơn. Ở đây có một điểm cộng hoặc trừ khác của năng lượng nguyên tử, nằm ở chỗ các quốc gia đã làm chủ được nguyên tử sẽ có thể phân phối lại hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên cạn kiệt của những quốc gia chưa làm chủ được nguyên tử. Hơn nữa, chỉ có sự phát triển của chương trình nhiệt hạch mới cho phép nhân loại tồn tại một cách đơn giản. Bây giờ chúng ta hãy giải thích trên đầu ngón tay xem đó là loại "quái vật" nào - năng lượng nguyên tử (hạt nhân) và nó được ăn bằng gì.

Vé 21

1. Định luật điện phân
1833 - Faraday

Định luật điện phân xác định khối lượng của chất được giải phóng trên điện cực trong quá trình điện phân khi có dòng điện chạy qua.
k là đương lượng điện hóa của một chất, có trị số bằng khối lượng của chất đó thoát ra trên điện cực khi có điện tích 1 C đi qua chất điện phân.
Biết khối lượng của chất được giải phóng, có thể xác định điện tích của electron.

2. Thu được các đồng vị phóng xạ và ứng dụng của chúng.
Trong số tất cả các đồng vị mà chúng ta biết, chỉ có đồng vị của hydro mới có tên riêng. Do đó, các đồng vị 2H và 3H được gọi là deuterium và tritium và được ký hiệu tương ứng là D và T (đồng vị 1H đôi khi được gọi là protium).
Ứng dụngđồng vị Một trong những nghiên cứu nổi bật nhất được thực hiện với sự trợ giúp của "các nguyên tử được gắn thẻ" là nghiên cứu về quá trình trao đổi chất ở sinh vật. Người ta đã chứng minh rằng trong một thời gian tương đối ngắn, cơ thể trải qua hầu hết đổi mới hoàn toàn. Các nguyên tử cấu thành của nó được thay thế bằng những cái mới. Chỉ có sắt, như các thí nghiệm về nghiên cứu đồng vị của máu đã chỉ ra, là một ngoại lệ đối với quy tắc này. Sắt là một phần của huyết sắc tố trong hồng cầu. Khi các nguyên tử sắt phóng xạ được đưa vào thực phẩm, người ta thấy rằng oxy tự do giải phóng trong quá trình quang hợp ban đầu là một phần của nước chứ không phải carbon dioxide. Đồng vị phóng xạ được sử dụng trong y học, cả trong chẩn đoán và điều trị.

Vé 22

1.PLASMA- khí bị ion hóa một phần hoặc toàn bộ được hình thành từ các nguyên tử trung tính và các hạt mang điện (ion và electron). Đặc điểm quan trọng nhất của plasma là tính gần như trung hòa của nó, có nghĩa là mật độ thể tích của các hạt tích điện dương và âm mà từ đó nó được hình thành gần như giống nhau. Một chất khí chuyển sang trạng thái plasma nếu một số nguyên tử cấu thành của nó vì một lý do nào đó đã mất một hoặc nhiều electron, tức là biến thành ion dương. Trong một số trường hợp, các ion âm cũng có thể xuất hiện trong plasma do sự "dính" của các electron vào các nguyên tử trung hòa. Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, nó tuân theo các định luật về chất khí và theo nhiều cách hoạt động giống như chất khí. Thuật ngữ "plasma" được áp dụng cho khí ion hóa gần như trung tính được giới thiệu bởi các nhà vật lý người Mỹ Langmuir và Tonks vào năm 1923 khi mô tả các hiện tượng phóng điện khí. Cho đến thời điểm đó, từ "huyết tương" chỉ được các nhà sinh lý học sử dụng và biểu thị một thành phần chất lỏng không màu của máu, sữa hoặc mô sống, nhưng ngay sau đó, khái niệm "huyết tương" đã được thiết lập vững chắc trong từ điển vật lý quốc tế, được phổ biến rộng rãi nhất .

2. Tác dụng sinh học của bức xạ phóng xạ không được thành lập ngay lập tức. Becquerel, người phát hiện ra hiện tượng phóng xạ vào năm 1896, thậm chí còn không nghi ngờ tác dụng sinh học của loại phóng xạ này. Năm 1898, Maria Skladowska-Curie và Pierre Curie phát hiện ra radium và Becquerel lấy vài miligam cho vào ống nghiệm thủy tinh để nghiên cứu, bỏ vào túi áo ngực. Sau một thời gian, một vết loét đau đớn, không lành hình thành trên cơ thể đối diện với túi. Anh ta buộc phải đi khám bác sĩ, vết loét đã lành nhưng sau một thời gian nó lại mở ra, tất cả các nhà khoa học làm việc với các nguyên tố phóng xạ đều có bàn tay đầy vết loét không lành. Trước khi tác dụng sinh học của bức xạ xuyên thấu được thiết lập, khoa học đã chịu những tổn thất không thể khắc phục được. Marie và Pierre Curie, Irene và Frederic Curie và V. Kurchatov chết vì bệnh phóng xạ. Cho đến nay, khoa học đã thiết lập đủ sự thật trong lĩnh vực này. Nhưng cơ chế tác dụng của bức xạ xuyên thấu lên tế bào vẫn chưa được thiết lập đầy đủ, tác dụng của bức xạ đối với cơ thể sống được đặc trưng bởi liều lượng bức xạ. Phông bức xạ tự nhiên là 2*10 -3 Gy/người/năm (1 Gy=1J/kg). Liều bức xạ 3-10 Gy nhận được trong thời gian ngắn có thể gây chết người.

Vé 23

1. Cấu trúc của thể khí, thể lỏng và thể rắn
khí. Trong chất khí, khoảng cách giữa các nguyên tử hoặc phân tử trung bình gấp nhiều lần nhiều kích cỡ hơn bản thân các phân tử. Ví dụ, ở áp suất khí quyển, thể tích của một bình lớn hơn hàng chục nghìn lần so với thể tích của các phân tử chứa trong nó. Các chất khí dễ dàng bị nén, trong khi khoảng cách trung bình giữa các phân tử giảm, nhưng hình dạng của phân tử không thay đổi. Các phân tử với tốc độ cực lớn - hàng trăm mét mỗi giây - di chuyển trong không gian. Khi chúng va chạm, chúng bật ra khỏi nhau các mặt khác nhau như những quả bóng bi-a. lực lượng yếu lực hút của các phân tử khí không có khả năng giữ chúng ở gần nhau. Do đó, khí có thể mở rộng vô tận. Chúng không giữ lại hình dạng cũng như khối lượng. Vô số tác động của các phân tử lên thành bình tạo ra áp suất khí. chất lỏng. Các phân tử chất lỏng nằm gần nhau, vì vậy một phân tử chất lỏng hoạt động khác với một phân tử khí. Trong chất lỏng, có cái gọi là trật tự tầm ngắn, tức là sự sắp xếp có trật tự của các phân tử được bảo toàn ở khoảng cách bằng một số đường kính phân tử. chất rắn. Khác với nguyên tử, phân tử của chất rắn, nguyên tử, phân tử của chất lỏng dao động quanh những vị trí cân bằng nhất định. Vì lý do này, chất rắn không chỉ giữ được thể tích mà còn cả hình dạng. Thế năng tương tác của các phân tử vật rắn lớn hơn nhiều so với động năng của chúng.

2. Ba giai đoạn phát triển của vật lý hạt cơ bản
1 . Từ electron đến positron: 1897-1932 Khi nhà triết học Hy Lạp Democritus gọi các hạt đơn giản nhất, không thể tách rời hơn nữa là nguyên tử, thì về nguyên tắc, mọi thứ dường như không phức tạp lắm đối với ông. Nhưng vào cuối thế kỷ 19, cấu trúc phức tạp của nguyên tử đã được phát hiện và electron được cô lập như một phần không thể thiếu của nguyên tử. Sau đó, vào thế kỷ 20, người ta đã phát hiện ra proton và neutron - những hạt tạo nên hạt nhân nguyên tử.
2 . Từ positron đến quark: 1932-1970 (Tất cả các hạt cơ bản biến thành nhau)
Mọi thứ hóa ra phức tạp hơn nhiều: hóa ra không có hạt bất biến nào cả. Bản thân từ hạt cơ bản có một nghĩa kép. Một mặt, cơ bản đơn giản nhất. Mặt khác, tiểu học được hiểu là một cái gì đó cơ bản, những thứ cơ bản.
3 . Từ giả thuyết quark (1964) cho đến ngày nay. Vào những năm 1960, người ta nghi ngờ rằng tất cả các hạt hiện nay được gọi là cơ bản có hoàn toàn biện minh cho cái tên này hay không. Việc khám phá ra hạt cơ bản luôn luôn và hiện nay là một thắng lợi xuất sắc của khoa học. Những chiến thắng bắt đầu nối tiếp nhau theo đúng nghĩa đen. Một nhóm các hạt được gọi là "lạ" đã được phát hiện: K-meson và hyperon có khối lượng vượt quá khối lượng nucleon. Vào những năm 1970, họ đã thêm nhóm lớn các hạt "mê hoặc" với khối lượng thậm chí còn lớn hơn. Ngoài ra, các hạt tồn tại trong thời gian ngắn với thời gian tồn tại theo thứ tự 10–22–10–23 s đã được phát hiện. Những hạt này được gọi là cộng hưởng, và số lượng của chúng vượt quá hai trăm. Sau đó, vào năm 1964, M. Gell-Mann và J. Zweig đã đề xuất một mô hình theo đó tất cả các hạt tham gia vào tương tác mạnh đều được xây dựng từ các hạt cơ bản hơn - quark. Hiện tại, hầu như không ai nghi ngờ về tính thực tế của các quark, mặc dù chúng chưa được tìm thấy ở trạng thái tự do.

Vé 24

1.Luật khí Quá trình đẳng nhiệt (định luật Boyle Mariotto). Quá trình biến đổi trạng thái của một hệ vật thể vĩ mô ở nhiệt độ không đổi. Để giữ cho nhiệt độ của một chất khí không đổi, nó phải có khả năng trao đổi nhiệt với hệ thống lớn- nhiệt kế. Nếu không, trong quá trình nén hoặc giãn nở, nhiệt độ của khí sẽ thay đổi. Đối với một chất khí có khối lượng nhất định ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất của khí và thể tích của nó là không đổi. Định luật này được phát hiện bằng thực nghiệm (1627-1691). Định luật Boyle - Mariotte thường có giá trị đối với bất kỳ loại khí nào, cũng như đối với hỗn hợp của chúng, chẳng hạn như đối với không khí.
Chỉ ở áp suất lớn hơn vài trăm lần so với áp suất khí quyển, những sai lệch so với định luật này mới trở nên đáng kể. Sự phụ thuộc của áp suất khí vào thể tích ở nhiệt độ không đổi được biểu diễn bằng đồ thị bằng một đường cong, được gọi là đường đẳng nhiệt.

quá trình đẳng áp. Quá trình biến đổi trạng thái của một hệ nhiệt động ở áp suất không đổi gọi là đẳng áp.
Đối với một chất khí có khối lượng nhất định ở áp suất không đổi, tỷ lệ thể tích và nhiệt độ là không đổi. Định luật này được thiết lập bằng thực nghiệm vào năm 1802 bởi nhà khoa học người Pháp J. Gay-Lussac (1778-1850). Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng đồ thị bằng một đường thẳng, được gọi là một đường đẳng áp, các áp suất khác nhau tương ứng với các đường đẳng áp khác nhau. Khi áp suất tăng, thể tích khí ở nhiệt độ không đổi, theo định luật Boyle-Mariotte, giảm. Do đó, isobar tương ứng với nhiều áp suất cao p 2 nằm bên dưới đường đẳng áp tương ứng với áp suất thấp hơn p 1 .
quá trình đẳng tích. Quá trình thay đổi trạng thái của một hệ nhiệt động ở một thể tích không đổi được gọi là đẳng tích. Đối với một chất khí có khối lượng nhất định, tỷ lệ giữa áp suất và nhiệt độ không đổi nếu thể tích không thay đổi. Định luật khí này được thiết lập vào năm 1787 bởi nhà vật lý người Pháp J. Charles (1746-1823) và được gọi là định luật Charles. Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng một đường thẳng gọi là đường đẳng tích. Các khối lượng khác nhau tương ứng với các đường đồng phân khác nhau. Với sự gia tăng thể tích của khí ở nhiệt độ không đổi, áp suất của nó, theo định luật Boyle-Mariotte, sẽ giảm. Do đó, đường đẳng tích tương ứng với thể tích lớn hơn V 2 nằm bên dưới đường đẳng tích tương ứng với thể tích nhỏ hơn V 1 .

KHÁM PHÁ POSITRON. TẠP CHÍ

Sự tồn tại của hạt song sinh với electron, positron, đã được nhà vật lý người Anh P. Dirac dự đoán về mặt lý thuyết vào năm 1931. Đồng thời, ông cũng dự đoán rằng khi một positron gặp một electron, cả hai hạt sẽ biến mất, tạo ra các photon năng lượng cao . Quá trình ngược lại cũng có thể xảy ra - ví dụ như sự ra đời của một cặp electron-positron: khi một photon có năng lượng đủ cao va chạm với một hạt nhân. Hai năm sau, positron được phát hiện bằng cách sử dụng buồng mây đặt trong từ trường. Hướng cong của vệt hạt biểu thị dấu hiệu điện tích của nó. Tỷ lệ điện tích trên khối lượng của nó được xác định từ bán kính cong và năng lượng của hạt. Hóa ra nó có cùng modulo với modulo của một electron. Có một thời, việc phát hiện ra sự sinh ra và hủy diệt của các cặp electron-positron đã gây chấn động thực sự trong khoa học. Trước đó, không ai cho rằng electron, hạt lâu đời nhất, quan trọng nhất vật liệu xây dựng nguyên tử, có thể không vĩnh cửu. Sau đó, các cặp song sinh - phản hạt - được tìm thấy trong tất cả các hạt. Các phản hạt đối lập với các hạt chính xác bởi vì khi bất kỳ hạt nào gặp phản hạt tương ứng, chúng sẽ bị triệt tiêu. Cả hai hạt đều biến mất, biến thành lượng tử bức xạ hoặc các hạt khác. Được phát hiện tương đối gần đây: phản proton và phản nơtron. Điện tích của phản proton là âm. Các nguyên tử có hạt nhân bao gồm các phản hạt nhân và lớp vỏ bao gồm các positron tạo thành phản vật chất. Năm 1969, antihelium lần đầu tiên được sản xuất ở nước ta.

Vé 25

1. Bản ghi toán học của định luật khí phổ quát rất đơn giản:

pV=nRT. Nó chứa các đặc điểm chính về hành vi của khí: p, V và T lần lượt là áp suất, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của khí, R là hằng số khí chung cho tất cả các khí và n là một số tỷ lệ thuận với số của các phân tử hoặc nguyên tử của chất khí. Định luật này là cái mà trong vật lý thường được gọi là phương trình trạng thái của vật chất, vì nó mô tả bản chất của sự thay đổi tính chất của vật chất khi các điều kiện bên ngoài thay đổi. Nói đúng ra, định luật này chỉ đúng với khí lý tưởng. Công thức này được D. I. Mendeleev thu được vào năm 1874 bằng cách kết hợp định luật Avogadro và định luật khí chung (pV / T = const), được B. P. E. Clapeyron xây dựng vào năm 1834. Do đó, định luật này thường được gọi là định luật Mendeleev-Clapeyron. Về bản chất, luật này cho phép đưa tất cả các kết luận thực nghiệm đã đưa ra trước đây về bản chất hành vi của các chất khí vào khuôn khổ của lý thuyết động học phân tử mới.

Kế hoạch - trừu tượng

bài học vật lý

Chủ đề bài học: Dòng điện qua tiếp điểm bán dẫn r Nkiểu.

điốt bán dẫn.

chủ đề bài học . Dòng điện qua tiếp xúc

chất bán dẫnPNcác loại.

điốt bán dẫn.

Mục đích của bài học : giải thích cơ chế cho dòng điện chạy qua chỗ tiếp xúc của chất bán dẫn p vàNloại, xem xét trực tiếp và chuyển đổi ngược, để nghiên cứu thiết bị và nguyên lý hoạt động của đi-ốt bán dẫn, lặp lại tài liệu đã nghiên cứu trước đó bằng cách sử dụng ghi chú tham khảo và TCO.

Mục tiêu bài học:

    Giáo dục - tạo điều kiện để học những điều mới Tài liệu giáo dục sử dụng học tập dựa trên vấn đề;

    Giới thiệu các khái niệm về chuyển tiếp thuận và nghịch, diode bán dẫn;

    Phát triển - phát triển hoạt động trí óc và sáng tạo của học sinh trong lớp học bằng cách giải quyết các vấn đề có tính chất nghiên cứu, các phẩm chất trí tuệ trong tính cách của học sinh như tính độc lập, khả năng đánh giá hành động, khái quát hóa, chuyển đổi nhanh; để thúc đẩy sự hình thành các kỹ năng làm việc độc lập; phát triển khả năng trình bày rõ ràng, rành mạch những suy nghĩ của mình.

    Giáo dục - thấm nhuần văn hóa lao động trí óc truyền cho học sinh hứng thú với môn học thông qua việc sử dụng công nghệ thông tin (sử dụng máy tính); để hình thành khả năng thực hiện chính xác và thành thạo các bản ghi toán học.

Thiết bị : ghi chú tham khảo, một bộ bán dẫn

điốt, máy tính với chương trình

"Vật lý mở".

giai đoạn bài học

Thời gian,

tối thiểu

Kỹ thuật và phương pháp

1. Lặp lại tài liệu đã nghiên cứu trước đó

2. Học Bài Mới: Dòng Điện Qua Chất Bán Dẫn Tiếp Xúc

p vàNkiểu. điốt bán dẫn.

3. Hình thành kĩ năng và năng lực.

4. Tiểu kiểm tra nắm vững kiến ​​thức. Sự phản xạ.

5.Sự lặp lại của tài liệu.

5. Tổng kết.

6. Bài tập về nhà.

Cuộc hội thoại. Khảo sát về nốt cơ bản.

Chuyện cô giáo. Cuộc hội thoại. Những nét cơ bản. Hiển thị từng bước hình ảnh động.

Giải đáp thắc mắc của học sinh.

Khảo sát về nốt cơ bản.

Chương trình "Vật lý mở"

Lời nhắn của cô giáo.

Viết trên bảng.

giáo án

Tiến trình và nội dung của bài học.

    Giới thiệu của giáo viên.

    Kiểm tra sự đồng hóa của các tài liệu nghiên cứu.

    1. Tổng quan về chủ đề "Các định luật về dòng điện một chiều" - một tài liệu tham khảo tóm tắt.

      Dòng điện trong chất bán dẫn.

2.2.1 Cấu trúc của chất bán dẫn.

2.2.2 Độ dẫn điện tử.

2.2.3 Độ dẫn lỗ.

2.2.4 Độ dẫn tạp chất.

2.2.5 Tạp chất của nhà tài trợ.

2.2.6 Tạp chất nhận.

Cuộc khảo sát của sinh viên được thực hiện bằng cách sử dụng ghi chú tài liệu tham khảo.

2.2.7 Chính tả vật lý.

1. Thế nào gọi là tính dẫn điện nội tại của chất bán dẫn?

2. Trong điều kiện nào thì chất bán dẫn tinh khiết trở nên dẫn điện?

3. Độ dẫn điện của chất bán dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?

4. Tính dẫn điện của chất bán dẫn nào được gọi là điện tử?

5. Trong bán dẫn tinh khiết xuất hiện các "lỗ trống" như thế nào?

6. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn là gì?

7. Sự có mặt của tạp chất trong chất bán dẫn ảnh hưởng đến độ dẫn điện như thế nào?

8. Trong bán dẫn tạp chất xảy ra hiện tượng dẫn điện tử ở điều kiện nào?

9. Trong điều kiện nào thì sự dẫn điện của lỗ trống trong chất bán dẫn tạp chất?

10. Chất bán dẫn có hạt mang điện chủ yếu là êlectron gọi là gì?

11. Chất bán dẫn gọi là gì, trong đó lỗ trống là hạt mang điện chủ yếu?

    Học tài liệu mới .

3.1 Dòng điện qua tiếp xúc bán dẫnPNcác loại (theo tóm tắt tài liệu tham khảo)

3.1.1 Tính chất điện của tiếp giáp “p-n”.

Đường giao nhau "p-n" (hay đường giao nhau lỗ trống điện tử) - khu vực tiếp xúc của hai chất bán dẫn, nơi độ dẫn thay đổi từ điện tử sang lỗ trống (hoặc ngược lại).
Trong một tinh thể bán dẫn, những vùng như vậy có thể được tạo ra bằng cách đưa tạp chất vào. Trong vùng tiếp xúc của hai chất bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau sẽ xảy ra hiện tượng khuếch tán lẫn nhau. các điện tử và lỗ trống và một lớp điện chặn được hình thành Điện trường của lớp chặn ngăn chặn sự chuyển tiếp tiếp theo của các điện tử và lỗ trống qua ranh giới. Lớp rào cản có điện trở tăng so với các vùng khác của chất bán dẫn.


Điện trường bên ngoài ảnh hưởng đến điện trở của lớp rào cản.
Với chiều (truyền) trực tiếp của điện trường ngoài, dòng điện đi qua ranh giới của hai chất bán dẫn.
Bởi vì Các electron và lỗ trống di chuyển về phía nhau đến bề mặt phân cách Các electron đi qua bề mặt phân cách lấp đầy các lỗ trống. Độ dày của lớp rào cản và sức đề kháng của nó liên tục giảm.


Với sự cản (ngược chiều điện trường ngoài), dòng điện sẽ không đi qua vùng tiếp xúc của hai chất bán dẫn.
Bởi vì electron và lỗ trống dịch chuyển từ ranh giới ngược chiều nhau.Lớp chặn dày lên, điện trở tăng.

3.2 Đi-ốt bán dẫn (tóm tắt tài liệu tham khảo).

Một chất bán dẫn có một lớp tiếp giáp "p - n" được gọi là điốt bán dẫn.

Khi áp dụng email trường theo một hướng, điện trở của chất bán dẫn lớn,
mặt khác, có rất ít sức đề kháng.


Điốt bán dẫn là thành phần chính của bộ chỉnh lưu AC.

3.3 Phạm vi của điốt bán dẫn .

Phần giải thích về vật liệu được kèm theo phần trình diễn điốt bán dẫn. Trình chiếu slide.

....................

    Cố định vật liệu.

Những nét cơ bản.

Máy tính - chương trình "Vật lý mở".

    Bài tập về nhà : $73,74.

    Tổng kết.






























Lùi về phía trước

Chú ý! Xem trước các slide chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và có thể không thể hiện toàn bộ nội dung của bài thuyết trình. Nếu bạn quan tâm đến công việc này xin vui lòng tải về phiên bản đầy đủ.

Bài năm lớp 10.

Chủ thể: R-N- các loại. điốt bán dẫn. Linh kiện bán dẫn.

Bàn thắng:

  • giáo dục: hình thành ý tưởng về các hạt mang điện tự do trong chất bán dẫn với sự có mặt của tạp chất theo quan điểm của lý thuyết điện tử và dựa trên kiến ​​​​thức này, tìm ra bản chất vật lý của tiếp giáp p-n; dạy học sinh giải thích được hoạt động của linh kiện bán dẫn dựa trên kiến ​​thức về bản chất vật lý của lớp tiếp giáp p-n;
  • đang phát triển: phát triển tư duy vật lý của học sinh, khả năng độc lập hình thành kết luận, mở rộng hứng thú nhận thức, hoạt động nhận thức;
  • giáo dục: tiếp tục hình thành thế giới quan khoa học cho học sinh.

Thiết bị: thuyết trình về chủ đề:“Chất bán dẫn. Dòng điện qua tiếp điểm bán dẫn R-N- các loại. điốt bán dẫn. Transistor, máy chiếu đa phương tiện.

Trong các lớp học

I. Thời điểm tổ chức.

II. Học tài liệu mới.

trượt 1.

Trang chiếu 2. Chất bán dẫn - chất có điện trở suất có thể thay đổi trong một phạm vi rộng và giảm rất nhanh khi nhiệt độ tăng, nghĩa là độ dẫn điện (1/R) tăng.

Nó được quan sát thấy trong silic, gecmani, selen và trong một số hợp chất.

Trang trình bày 3.

Cơ chế dẫn điện trong chất bán dẫn

trượt 4.

Tinh thể bán dẫn có mạng tinh thể nguyên tử, trong đó lớp ngoài cùng Trang trình bày 5. electron liên kết với các nguyên tử lân cận bằng liên kết cộng hóa trị.

Tại nhiệt độ thấp Chất bán dẫn tinh khiết không có các electron tự do và hoạt động giống như chất điện môi.

Chất bán dẫn là tinh khiết (không có tạp chất)

Nếu chất bán dẫn là tinh khiết (không có tạp chất) thì nó có độ dẫn điện riêng nhỏ.

Có hai loại dẫn truyền nội tại:

trượt 6. 1) điện tử (độ dẫn "n" - loại)

Ở nhiệt độ thấp trong chất bán dẫn, tất cả các electron đều liên kết với hạt nhân và điện trở lớn; khi nhiệt độ tăng, động năng của các hạt tăng lên, các liên kết bị phá vỡ và các electron tự do xuất hiện - điện trở giảm.

Các êlectron tự do chuyển động ngược chiều điện trường.

Tính dẫn điện tử của chất bán dẫn là do sự có mặt của các điện tử tự do.

Trang trình bày 7.

2) lỗ (độ dẫn "p" - loại)

Với sự gia tăng nhiệt độ, các liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử được thực hiện bởi các electron hóa trị bị phá hủy và những nơi có một electron bị thiếu được hình thành - một "lỗ trống".

Nó có thể di chuyển khắp tinh thể, bởi vì. vị trí của nó có thể được thay thế bằng các điện tử hóa trị. Di chuyển một "lỗ trống" tương đương với di chuyển một điện tích dương.

Lỗ trống chuyển động theo hướng của vectơ cường độ điện trường.

Ngoài sự gia nhiệt, sự phá vỡ các liên kết cộng hóa trị và sự xuất hiện tính dẫn điện nội tại của chất bán dẫn có thể được gây ra bởi sự chiếu sáng (quang dẫn) và tác động của điện trường mạnh. Do đó, chất bán dẫn cũng có tính dẫn lỗ trống.

Độ dẫn điện toàn phần của chất bán dẫn tinh khiết bằng tổng độ dẫn điện loại "p" và "n" và được gọi là độ dẫn điện tử-lỗ trống.

Chất bán dẫn với sự có mặt của tạp chất

Các chất bán dẫn như vậy có độ dẫn điện + tạp chất riêng.

Sự có mặt của tạp chất làm tăng đáng kể độ dẫn điện.

Khi nồng độ tạp chất thay đổi, số lượng hạt tải điện - electron và lỗ trống - thay đổi.

Khả năng kiểm soát dòng điện làm cơ sở cho việc sử dụng rộng rãi chất bán dẫn.

Hiện hữu:

Slide 8. 1) tạp chất của nhà tài trợ (tặng)- Là nguồn cung cấp thêm êlectron cho tinh thể bán dẫn, dễ dàng nhường êlectron và làm tăng số êlectron tự do trong bán dẫn.

trượt 9.Đây là những chất dẫn điện "n" - loại, I E. chất bán dẫn có tạp chất cho, trong đó hạt mang điện chính là điện tử và hạt thiểu số là lỗ trống.

Một chất bán dẫn như vậy có dẫn tạp chất điện tử. Ví dụ, thạch tín.

Slide 10. 2) tạp chất nhận (nhận)- tạo ra các "lỗ trống" bằng cách nhận electron vào trong mình.

Đây là những chất bán dẫn "p" - loại, I E. chất bán dẫn có tạp chất nhận, trong đó hạt mang điện chính là lỗ trống và hạt thiểu số là electron.

Một chất bán dẫn như vậy có độ dẫn tạp chất lỗ. Trang chiếu 11. Ví dụ, indi. trượt 12.

Hãy xem xét những quá trình vật lý nào xảy ra khi hai chất bán dẫn có các loại độ dẫn điện khác nhau tiếp xúc với nhau, hay như người ta nói, trong tiếp giáp p-n.

Trang trình bày 13-16.

Tính chất điện của tiếp giáp "p-n"

Đường giao nhau "p-n" (hay đường giao nhau electron-lỗ trống) - vùng tiếp xúc của hai chất bán dẫn, tại đó độ dẫn điện thay đổi từ electron sang lỗ trống (hoặc ngược lại).

Trong một tinh thể bán dẫn, những vùng như vậy có thể được tạo ra bằng cách đưa tạp chất vào. Trong vùng tiếp xúc của hai chất bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau sẽ xảy ra hiện tượng khuếch tán lẫn nhau. điện tử và lỗ trống, và một lớp điện ngăn chặn được hình thành. Điện trường của lớp rào cản ngăn chặn sự chuyển tiếp tiếp theo của các electron và lỗ trống qua ranh giới. Lớp rào cản có điện trở tăng so với các vùng khác của chất bán dẫn.

Điện trường bên ngoài ảnh hưởng đến điện trở của lớp rào cản.

Theo hướng trực tiếp (thông lượng) của điện trường bên ngoài, dòng điện đi qua ranh giới của hai chất bán dẫn.

Bởi vì các điện tử và lỗ trống di chuyển về phía nhau đến giao diện, sau đó các điện tử, đi qua giao diện, lấp đầy các lỗ trống. Độ dày của lớp rào cản và sức đề kháng của nó liên tục giảm.

vượt qua chế độ p-n quá trình chuyển đổi:

Với sự cản (ngược) chiều của điện trường ngoài, dòng điện sẽ không đi qua vùng tiếp xúc của hai chất bán dẫn.

Bởi vì các điện tử và lỗ trống di chuyển từ ranh giới theo hai hướng ngược nhau, sau đó lớp ngăn dày lên, điện trở của nó tăng lên.

Chốt chế độ tiếp giáp p-n:

Do đó, quá trình chuyển đổi electron-lỗ trống có sự dẫn một phía.

điốt bán dẫn

Một chất bán dẫn có một lớp tiếp giáp "p-n" được gọi là điốt bán dẫn.

- Các em viết chủ đề mới: “Diode bán dẫn”.
“Còn thằng ngốc nào nữa?” Vasechkin cười hỏi.
- Không phải thằng ngu, mà là thằng đi-ốt! - giáo viên trả lời, - Điốt, có nghĩa là có hai điện cực, cực dương và cực âm. Bạn có dọn dẹp không?
“Nhưng Dostoevsky có một tác phẩm như vậy -“ Thằng ngốc,” Vasechkin nhấn mạnh.
- Ừ, có đấy, thì sao? Bạn đang học lớp vật lý, không phải văn học! Tôi yêu cầu bạn không nhầm lẫn một diode với một thằng ngốc nữa!

Trang trình bày 17-21.

Khi đặt điện trường theo một chiều thì điện trở của chất bán dẫn lớn, theo chiều ngược lại thì điện trở nhỏ.

Điốt bán dẫn là thành phần chính của bộ chỉnh lưu AC.

Trang trình bày 22-25.

Linh kiện bán dẫnđược gọi là các thiết bị bán dẫn được thiết kế để khuếch đại, tạo ra và biến đổi các dao động điện.

Các bóng bán dẫn bán dẫn - các thuộc tính của các mối nối "p-n" cũng được sử dụng, - các bóng bán dẫn được sử dụng trong mạch của các thiết bị điện tử.

"Họ" lớn của các thiết bị bán dẫn được gọi là bóng bán dẫn bao gồm hai loại: lưỡng cực và trường. Cái đầu tiên trong số chúng, để bằng cách nào đó phân biệt chúng với cái thứ hai, thường được gọi là bóng bán dẫn thông thường. Transistor lưỡng cực được sử dụng rộng rãi nhất. Đó là với họ mà chúng ta có thể bắt đầu. Thuật ngữ "bóng bán dẫn" được hình thành từ hai từ tiếng Anh: chuyển đổi - bộ chuyển đổi và điện trở - điện trở. Ở dạng đơn giản hóa, bóng bán dẫn lưỡng cực là một tấm bán dẫn có ba vùng xen kẽ (như trong một chiếc bánh lớp) có độ dẫn điện khác nhau (Hình 1), tạo thành hai tiếp giáp p-n. Hai vùng cực có tính dẫn điện của một loại, ở giữa - tính dẫn điện của loại khác. Mỗi vùng có một điểm tiếp xúc riêng. Nếu độ dẫn điện của lỗ chiếm ưu thế ở các vùng cực và độ dẫn điện tử ở vùng giữa (Hình 1, a), thì thiết bị như vậy được gọi là bóng bán dẫn p-n-p. Ngược lại, trong một bóng bán dẫn cấu trúc n – p – n, có các vùng có tính dẫn điện điện tử dọc theo các cạnh và giữa chúng có một vùng có tính dẫn điện của lỗ trống (Hình 1, b).

Khi áp dụng cho các cơ sở của bóng bán dẫn gõ n-p-nđiện áp dương thì nó mở ra, tức là điện trở giữa cực phát và cực thu giảm, ngược lại khi đặt điện áp âm thì nó đóng và dòng điện càng mạnh thì nó càng mở hoặc đóng. cho bóng bán dẫn cấu trúc p-n-pđó là cách khác xung quanh.

nền tảng bóng bán dẫn lưỡng cực(Hình 1) là một tấm nhỏ bằng germanium hoặc silicon, có tính dẫn điện hoặc lỗ trống, tức là loại n hoặc loại p. Trên bề mặt của cả hai mặt của tấm, các viên bi của các nguyên tố tạp chất được lắng đọng. Khi được nung nóng đến nhiệt độ xác định nghiêm ngặt, xảy ra sự khuếch tán (xâm nhập) của các nguyên tố tạp chất vào độ dày của tấm bán dẫn. Kết quả là, hai vùng xuất hiện ở độ dày của tấm, ngược lại với nó về tính dẫn điện. Một tấm germanium hoặc silicon loại p và các vùng loại n được tạo ra trong nó tạo thành một bóng bán dẫn cấu trúc n-p-n (Hình 1, a), và một tấm loại n và các vùng loại p được tạo ra trong nó tạo thành một bóng bán dẫn cấu trúc p-n-p ( Hình 1, b ).

Bất kể cấu trúc của bóng bán dẫn, tấm chất bán dẫn ban đầu của nó được gọi là đế (B), vùng có thể tích nhỏ hơn đối diện với nó trong tính dẫn điện là cực phát (E) và vùng khác có thể tích lớn hơn là bộ thu (K). Ba điện cực này tạo thành hai mối nối p-n: giữa đế và cực thu - cực thu và giữa đế và cực phát - cực phát. Mỗi trong số chúng có tính chất điện tương tự như các tiếp giáp p-n của điốt bán dẫn và mở ở cùng điện áp chuyển tiếp trên chúng.

Các ký hiệu đồ họa thông thường của các bóng bán dẫn có cấu trúc khác nhau chỉ khác ở chỗ mũi tên tượng trưng cho bộ phát và hướng của dòng điện qua đường giao nhau của bộ phát hướng về phía đế của bóng bán dẫn p-n-p và từ đế của bóng bán dẫn n-p-n.

Trang trình bày 26-29.

III. buộc chính.

  1. Những chất nào được gọi là chất bán dẫn?
  2. Loại dẫn điện nào được gọi là điện tử?
  3. Loại dẫn điện nào được quan sát thấy trong chất bán dẫn?
  4. Bây giờ bạn đã biết về những tạp chất nào?
  5. Chế độ thông lượng tiếp giáp p-n là gì.
  6. Chế độ khóa của ngã ba p-n là gì.
  7. Những thiết bị bán dẫn nào bạn biết?
  8. Các thiết bị bán dẫn được sử dụng ở đâu và tại sao?

IV. Tổng hợp kiến ​​thức đã học

  1. Điện trở suất của chất bán dẫn thay đổi như thế nào: khi bị nung nóng? Trong ánh sáng?
  2. Liệu silicon có trở thành siêu dẫn nếu nó được làm lạnh đến nhiệt độ gần bằng độ không tuyệt đối? (không, khi nhiệt độ giảm, điện trở của silicon tăng).