VLASTN POLOVODIE Z hlediska veden elektrickho proudu rozdlujeme

VLASTNÍ POLOVODIČE

Z hlediska vedení elektrického proudu rozdělujeme látky na: 1. vodiče 2. izolanty kovy (r=10 -6 W. m), bakelit, sklo elektrolyty (r=10 -2 W. m), (r=109 W. m) 10 -2 W. m 109 W. m 3. polovodiče (r=10 -2 W. m až 109 W. m) Si, Ge, C, Se, Te, Pb. S, hemoglobin, chlorofyl

Závislost měrného elektrického odporu (rezistivity) na teplotě kov V kovech se zvyšující se teplotou kmitající částice mřížky víc překážejí pohybu elektronů.

Závislost měrného elektrického odporu (rezistivity) na teplotě polovodič kov V polovodičích se zvyšující teplotou se zvětšuje hustota volných elektronů.

Termistor - + I t A Termistor je polovodičová součástka, jejíž odpor velmi závisí na teplotě.

Vodiče - kovy, obsahují velké množství volných elektronů uvolněných z valenčních sfér elektronových obalů. Izolanty - neobsahují téměř žádné volné elektrony, téměř všechny elektrony jsou vázány k jádru.

Atom křemíku Atom germania Atomy Si a Ge mají ve valenční vrstvě 4 elektrony. + + Atomy se snaží seskupovat do krystalové mřížky tak, aby ve valenční vrstvě měly 8 elektronů.

Krystalová mřížka křemíku Si Si Si Každý atom je vázán se 4 sousedními atomy pomocí 4 vlastních valenčních elektronů a 4 valenčních elektronů, z nichž každý patří jednomu sousednímu atomu.

Krystalová mřížka křemíku Si Si Si Všechny valenční elektrony se podílejí na vazbě, v krystalové mřížce nejsou volné elektrony - křemík je izolant. Platí při nízkých teplotách a u chemicky čistého křemíku.

Krystalová mřížka křemíku při vyšších teplotách Si Si Si Kmity atomů vyvolají porušení vazeb, některé valenční elektrony se uvolní a vznikají volné elektrony. Uvolněním elektronů z vazby se z křemíku stává vodič.

Krystalová mřížka křemíku při vyšších teplotách Si + Si Si + Si Si Uvolněním elektronů z vazby vznikne v mřížce prázdné místo - díra. Díra je místo s kladným nábojem, který získá z přebytku kladných nábojů atomového jádra.

Krystalová mřížka křemíku při vyšších teplotách Si + Si Si + Si Si Generace páru elektron - díra - vznik volného elektronu a díry uvolněním elektronu z vazby

Krystalová mřížka křemíku při vyšších teplotách Si + Si Si Si Rekombinace páru elektron - díra - obsazení díry volným elektronem - zánik dvojice volných částic s nábojem Si

Zdánlivý pohyb děr po krystalu polovodiče Si Si + + Si Si Některý z valenčních elektronů neporušených sousedních vazeb přeskočí na místo vazby porušené. Současně se objeví díra na jiném místě.

Zdánlivý pohyb děr po krystalu polovodiče Si Si Si + Díry lze považovat za volné částice s kladným elektrickým nábojem.

- volné částice s nábojem v polovodiči – elektrony a díry - počet párů e + d v polovodičích roste s teplotou -při určité teplotě - dynamická rovnováha mezi počtem párů e + d, které generací vznikají a rekombinací zanikají celková koncentrace volných nosičů náboje je konstantní Hustota volných elektronů a děr v čistém křemíku při běžné teplotě: rd = re= 6, 8. 1016 m-3 Připojíme-li ke krystalu křemíku stejnosměrné napětí, začne obvodem procházet proud.

Vlastní vodivost polovodičů - vodivost v důsledku generace párů volný elektron + díra Látky s touto vodivostí se nazývají vlastní polovodiče.

Test V polovodičích se zvyšující teplotou se: a) zvětšuje hustota volných elektronů, b) zmenšuje hustota volných elektronů, c) nemění hustota volných elektronů, d) nemění jejich měrný elektrický odpor. 1

Test Pod pojmem generace rozumíme: a) vznik volných děr, b) vznik volných elektronů, c) vznik párů volný elektron – díra, d) zánik párů volný elektron – díra. 2

Test Pod pojmem rekombinace rozumíme: a) zánik volných děr, b) zánik volných elektronů, c) zánik párů volný elektron – díra, d) vznik párů volný elektron – díra. 3