11. Електропровідність напівпровідників. Власна та домішкова провідність.

Речовини типу кремнію і германію, електропровідність яких має проміжне значення у порівнянні з провідниками й діелектриками називаються напівпровідниками.

Напівпровідник — матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика і відрізняються від провідників сильною залежністю провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідності з ростом температури.

Напівпровідники, в яких вільні електрони і «дірки» з'являються в процесі іонізаціїатомів, з яких побудований весь кристал, називають напівпровідниками з власною провідністю. В напівпровідниках з власною провідністю концентрація вільнихелектронів дорівнює концентрації «дірок».

Для створення напівпровідникових приладів часто використовують кристали з домішкової провідністю. Такі кристали виготовляються за допомогою внесення домішок з атомами тривалентного або пятивалентного хімічного елемента. Так, введення в елементарний напівпровідник IV групи періодичної системи елементів, наприклад Si, домішки елементів V групи (донорів) викликає появу додаткових електронів і, відповідно, домінуванню електронної провідності (n - тип), введення елементів III групи, викликає появу додатковихх дірок (p-тип).

12. p-n перехід. Напівпровідниковий діод, його застосування.

Елекгронно-дірковий (або p-n) перехід виникає при контакті напівпровідників з різним типом провідності, який здійснюється їх сплавленням, або іншими технологіями. В напівпровіднику p-типу концентрація дірок набагато перевищує концентрацію електронів. В напівпровіднику n-типу концентрація електронів набагато перевищує концентрацію дірок. Якщо між двома такими напівпровідниками встановити контакт, то виникне дифузійний струм. Носії заряду, хаотично рухаючись перетікатимуть із тієї області, де їх більше у ту область, де їх менше. При такій дифузії електрони та дірки переносять із собою заряд. Як наслідок, область на границі стане зарядженою. Та область у напівпровіднику p-типу, яка примикає до границі розділу, отримає додатковий негативний заряд, принесений електронами, а погранична область в напівпровіднику n-типу отримає позитивний заряд, принесений дірками. Таким чином, границя розділу буде оточена двома зарядами протилежного знаку. Електричне поле, яке виникає внаслідок утворення областей просторового заряду, спричиняє дрейфовий струм у напрямку протилежному дифузійному струму. При сталій температурі та відсутності зовнішніх впливів р-n перехід знаходиться в динамічній рівновазі, тобто дрейфовий і дифузійний струми компенсують один одного.

Напівпровідниковий діод - двоелектродний прилад, принцип дії якого базується на використанні явищ, що виникають між частинами напівпровідника з провідностями p- і n-типу.

Напівпровідникові діоди застосовується практично у всіх електронних схемах, та в багатьох електричних.

13. Магнітне поле. Взаємодія провідників зі струмами.

Провідник зі стркмом створює у просторі магнітне поле.

Магнітне поле – це особливий вид матерії. Властивості магнітного поля:

1. Існує навколо рухомих зарядів

2. Діє тільки на рухомі заряди

3. З віддаленням від зарядів – послаблюється.

Теорія Ампера: Всередині магнітів існують молекулярні струми (мікроструми); вони створені рухом електронів в атомах; всі речовини мають певні магнітні властивості.

Лінії магнітної індукції (силові лінії) – використовуються для зображення магнітних полів.

Сили взаємодії провідників зі струмом визначаються законом Ампера. Із закону Ампера виходить, що паралельні провідники з постійними струмами, що течуть в одному напрямі, притягуються, а в протилежному — відштовхуються. Нейтральні речовини без електричного струму можуть втягуватися в магнітне поле (парамагнетики) або виштовхуватися з нього (діамагнетики). Виштовхування діамагнетиків з магнітного поля можна використати для левітації. Феромагнетики намагнічуються в магнітому полі й зберігають магнітний момент при знятті прикладеного поля.