-
Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Полупроводники занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. К числу полупроводников относятся элементы 4 группы таблицы Менделеева (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др.).
У полупроводников с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами . Свободные заряды образуются в полупроводниках при разрыве электронной пары. В результате образуются свободный отрицательный электрон и положительно заряженное вакантное место –дырка(на месте разорванной связи). Разрыв электронной пары происходит при действии излучения(тепло, свет, ультрафиолет). При этом электрон получает большую энергию и разрывает электронную пару, становясь свободным.
+ это положительный заряд или дырка
- это отрицательный электрон
Чистый полупроводник (без примесей) сдержит одинаковое число свободных электронов и дырок. Такая проводимость называется собственной.
Для улучшения проводимости в полупроводники добавляют примеси.
Зх
валентная
примесь
Каждый
атом
3х
валентной
примеси
создает
свободное
вакантное
место
или
дырку.
В
таком
полупроводнике
есть
и
положительные
и
отрицательные
электроны,
но
положительных
больше.
Такой
полупроводник
называется
проводником
“p
– типа”, а примесь – акцепторной.
5-ти валентная примесь полупроводников
Каждый атом 5ти валентной примеси создает свободный электрон. В таком полупроводнике есть и положительные и отрицательные электроны, но отрицательных больше. Такой полупроводник называется проводником “n - типа”, а примесь донорной.
Полупроводниковый диод – прибор, использующий свойства полупроводников p-n- типа.
Полупроводниковый диод используется для выпрямления переменного тока. Можно использовать p-n- переход для управления (изменения) тока в цепи.
Ток
через
p-n-переход
проходит,
так
как
образован
основными
зарядами.
При обратном включении ток через p-n-переход не проходит, так как образован не основными зарядами.
-
Магнитное поле. Напряженность магнитного поля и магнитная индукция. Магнитное поле для различных конфигураций проводников.
Магнитное поле возникает вокруг движущихся зарядов или проводников с током и действует на движущиеся заряды или проводники с током.
♥ Для характеристики магнитного поля используют две величины:
Напряженность – (Н) силовая характеристика магнитного поля в вакууме.
Магнитная индукция – (В) силовая характеристика магнитного поля в веществе.
Они связаны соотношением В = μ μ о Н
где μ0 – постоянная величина, которую называют магнитной постоянной.Ее численное значение равно μ0=4 10-7 Гн/м
μ - магнитная проницаемость вещества , показывает во сколько раз магнитное поле в веществе отличается от вакуума.
♥ Величина магнитного поля зависит от силы тока в проводнике и от его конфигураций (форма)
Напряженность для различных конфигурации проводников
Прямолинейный проводник. H=I/2Пr r- расстояние от проводника до точки.
Круговой ток или виток. H=I/2r r- радиус
Соленоид или катушка. H=I*N/l N -число витков l-длина соленоида
Магнитное поле оказывает силовое действие только на движущиеся заряды (токи).
Вектор магнитной индукции В определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.
-
Графическое изображение магнитных полей. Вихревой характер магнитного поля.
Магнитное поле изображается с помощью линий магнитной индукции.
Линии магнитной индукции – это линии касательная, к которым к каждой точке совпадает с вектором магнитной индукции.
♥ Увидеть линии магнитного поля можно используя намагниченные стрелки или железные опилки. Линии магнитного поля выглядят как концентрические окружности с центром в проводнике. Т.к. линии магнитного поля всегда замкнуты, то такое поле называется вихревым.
♥ Направление линий магнитной индукции определяется по правилу буравчика (правого винта):
если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции