Електричний струм в напівпровідниках
Електричний струм в напівпровідниках - це спрямований рух дірок і електронів, на яке впливає електричне поле.
В результаті експериментів було відзначено, що електричному струму в напівпровідниках не сприяє перенесення речовини - в них не відбуваються які-небудь хімічні зміни. Таким чином, носіями струму в напівпровідниках можна вважати електрони.
Здатність матеріалу до формування в ньому електричного струму може бути визначена питомою електропровідністю. За даним показником провідники займають проміжну позицію між провідниками і діелектриками. Напівпровідники - це різні види мінералів, деякі метали, сульфіди металів і т.д. Електричний струм в напівпровідниках виникає через концентрацію вільних електронів, які можуть направлено пересуватися в речовині. Порівнюючи метали і провідники, можна відзначити, що існує різниця між температурним впливом на їх провідність. Підвищення температури веде до зменшення провідності металів. У напівпровідників показник провідності збільшується. Якщо в напівпровіднику збільшиться температура, то рух вільних електронів буде більш хаотичним. Це пов`язано з підвищенням числа зіткнень. Однак у напівпровідниках, в порівнянні з металами, істотно підвищується показник концентрації вільних електронів. Дані фактори мають протилежний вплив на провідність: чим більше зіткнень, тим менше провідність, чим більше концентрація, тим вона вища. У металах немає залежності між температурою і концентрацією вільних електронів, так що зі зміною провідності при підвищенні температури тільки знижується можливість упорядкованого переміщення вільних електронів. Що стосується напівпровідників, то показник впливу підвищення концентрації більш високий. Таким чином, чим більше буде рости температура, тим більшою буде провідність.
Існує взаємозв`язок між рухом носіїв заряду і таким поняттям, як електричний струм в напівпровідниках. В напівпровідниках поява носіїв зарядів характеризується різними факторами, серед яких особливо важливими є температура і чистота матеріалу. По чистоті напівпровідники діляться на домішкові і власні.
Що стосується власного провідника, то вплив домішок при певній температурі не може вважатися для них істотним. Оскільки в напівпровідниках ширина забороненої зони невелика, у власному напівпровіднику, коли температура досягає абсолютного нуля, відбувається повне заповнення валентної зони електронами. Але зона провідності є повністю вільною: у ній немає електропровідності, і вона функціонує як ідеальний діелектрик. При інших температурах існує ймовірність того, що при теплових флуктуаціях певні електрони можуть подолати потенційний бар`єр і опинитися в зоні провідності.
Ефект Томсона
Принцип термоелектричного ефекту Томсона: коли пропускають електричний струм в напівпровідниках, уздовж яких існує температурний градієнт, в них, крім джоулева тепла, відбуватиметься виділення або поглинання додаткових кількостей тепла в залежності від того, в якому напрямку буде текти струм.
Недостатньо рівномірне нагрівання зразка, що має однорідну структуру, впливає на його властивості, в результаті чого речовина стає неоднорідним. Таким чином, явище Томсона є специфічним явищем Пельтьє. Єдина різниця полягає в тому, що різний не хімічний склад зразка, а неординарність температури викликає цю неоднорідність.
Що означає термін 'сила струму' Без розуміння, що таке сила струму, вивчення пов'язаного з електрикою розділу фізики неможливо. Поняття про струмі є основою, на якій, наче будинок на надійному фундаменті, шикуються подальші розрахунки електроланок і наводяться нові і нові…
Що таке ефект Холла Якщо запитати людину, знайомого з фізикою на рівні лише базових знань про те, що таке ефект Холла і де він застосовується, відповіді можна не отримати. Дивно, але в реаліях сучасного світу таке відбувається досить часто. Насправді ефект Холла…
Дивовижний напівпровідниковий прилад - тунельний діод При вивченні механізму випрямлення змінного струму на ділянці дотику двох різних середовищ - напівпровідника і металу, була висунута гіпотеза, що в його основі лежить так званий тунельний ефект носіїв заряду. Однак на той момент (1932 рік) рівень…
Що таке електростатична індукція Повертаючись до школиПерш ніж відповісти на питання, що таке електростатична індукція, необхідно визначитися, що саме розуміється під терміном «провідник». Хоча ще на шкільних уроках фізики цьому присвячені цілі теми, людина, безпосередньо не…
Струм, електричний струм у вакуумі Електричний струм - впорядкований рух електрозарядов. Його можна отримати, наприклад, в провіднику, який з'єднує заряджене і незаряджена тіло. Однак цей струм припиниться, як тільки різниця потенціалів цих тіл стане нульовий. Впорядкований рух…
Електричний струм в рідинах: його походження, кількісні та якісні характеристики Практично кожній людині відомо визначення електричного струму як спрямований рух заряджених частинок. Однак вся справа в тому, що походження і рух його в різних середовищах досить сильно відрізняється один від одного. Зокрема, електричний струм в…
Електричний струм у різних середовищах Одне з найважливіших визначень фізики свідчить, що електричний струм - це будь впорядкований рух частинок, що мають будь-якої заряд. З цього можна зробити висновок, що для того, щоб електричний струм з'явився, необхідна наявність в металі, рідини…
Питома провідність як найважливіша характеристика провідників електричного струму Рух електричного струму в провідниках неминуче супроводжується дією певних фізичних сил, які перешкоджають цьому руху. З точки зору атомно-молекулярної теорії будови речовини в основі цього явища лежить те, що заряджені електрони під час свого…
Що таке електричний струм: спрямований рух Всі знають на досвіді, що таке електричний струм, але далеко не всі розуміють фізичну природу цього явища, особливо якщо під час шкільного курсу фізики цим не зацікавилися. А для багатьох школярів підручники фізики здаються невиразно написаними.…
Принципи роботи транзистора Транзистор - прилад, що працює на напівпровідниках з електронною начинкою. Він призначений для перетворення і посилення електричних сигналів. Розрізняють два види приладів: біполярний транзистор і уніполярний транзистор, або польовий. Якщо в…
Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій…
Питомий опір як властивість металів Електричну провідність називають можливість металу пропускати крізь себе заряджений струм. У свою чергу, опором називається одна з характеристик матеріалу. Чим більше електрична резистентність при заданій напрузі, тим меншою буде сила струму. Воно…
Датчик Холла Ефект Холла є основою при використанні поширеною технологією для безконтактного реєстрування фаз по наближенню, переміщенню і швидкостям обертання феромагнітних об'єктів.Що таке датчик Холла, можна зрозуміти, розібравшись у суті відбуваються в…