Використання у побуті, техніки і промисловості напівпровідників

Криворізький природничо-науковий ліцей 

Тема:

Використання  у побуті, техніки  і промисловості напівпровідників 
 

                                                                  Підготувала:

                                                                  Ліцеістка 9-В классу

                                                                 КПНЛ

                                                                 Бондаревська Аліна 
 
 
 
 
 
 

                                 м. Кривий Ріг

                                                                  2010 рік

Напівпровідники –це речовини, провідність яких має проміжне значення між діелектриками і провідниками.У напівпровідниках при збільшенні температури питомий опір не зростає, як у звичайних провідників, а навпаки, різко зменшується (наприклад: PbS , CdS, Si, Ge, Se та інші). До них в основному належать сполуки елементів з ІІІ, IV, V періодів. Також на електропровідність напівпровідників впливає світло, сильне електромагнітне поле, потокПровідники бувають p-типу і n-типу. Провідник p-типу – це провідник з акцепторними домішками, тими, що віддають вакантні місця (дірки), у якому переважає діркова провідність. Він утворюється додаванням трьохвалентної речовини до чотирьохвалентного напівпро-відника. Провідник n-типу – це провідник з донорними домішками, тими, що віддають електрони, у якому переважає електронна провід-ність. Він утворюється додаванням пятивалентної речовини до чотирьох-валентного напівпровідника. 
 
Властивості напівпровідникових приладів вигідно відрізняють іх від інших електронних приладів. До цих властивостей відносяться малі габарити, вага і споживання потужності, велика механічна міцність, відсутність споживання потужності на нагрівання. 
Заміна лампової схеми на напівпровідникову дозволяє скоротити об’єм і споживану потужність більше, ніж у 10 раз.Також вони мають високу робочу температуру в залежності від матеріалу. 
Сучасні напівпровідникові прилади здатні працювати до 100 000 годин. 
Потужність, розсіювана на силовому напівпровідниковому посилю-ючому приладі – транзисторі, досягає сотні Ватт. Силові напівпровідни-кові діоди працюють зі струмами в сотні Ампер. 
Але: основними недоліками напівпровідникових приладів є те, що вони зовсім не виносять перевантаження по напрузі і їх характеристики залежать від температури; крім того, вони мають більші шуми, ніж лам-пи. 
Залежно від електричних властивостей ми поділяємо речовини на провідники, діелектрики та напівпровідники. З молекулярної фізики ві-домо, що взаємодія між атомами твердого тіла може носити різний ха-рактер. в одних тілах вона здійснюється за допомогою валентних елек-тронів, в інших взаємодіють іони. Міжатомна взаємодія послаблює зв’язок валентних електронів зі своїми атомами і в деяких твердих тіл 
стає настільки слабким, що валентні електрони можуть вільно переміща-тися в кристалі. Такі речовини містять велику кількість не зв’язаних з певним атомом електронів (близько кількості атомів у даному тілі) і їх питомий опір дуже малий. Залежність питомого опору від температури визначаєтьсятемпературною залежністю швидкості упорядкованого руху електронів, оскільки їх концентрація зі зміною температури не змінюється. Інакше кажучи, такі тіла мають властивості, характерні для металів. 
В інших твердих тілах взаємодії ще не досить для утворення вільних електронів і перетворення їх на електрони провідності. Для цього треба надати зв’язаним електронам певну додаткову енергію, наприклад, за рахунок теплових коливань атомів. 
З підвищенням температури речовини зростає енергія теплових коливань і зростає кількість електронів, які дістають достатню для відщеплення від атомів енергію. В таких речовинах концентрація електронів провідності навіть при кімнатній температурі може бути значною і сильно зростати при збільшенні температури. 
Отже, основною відмінністю металів від напівпровідників є те, що в металах практично всі валентні електрони є вільними, а в напівпровід-никах – зв’язаними. Енергія їх зв’язку з атомами невелика, тому за рахунок додаткової енергії вони здатні переходити у вільний стан.