В индивидуальной учебной работе по физике на тему «Применение полупроводникового диода и принцип его действия» рассматривается понятие "полупроводник", дает определение простым полупроводникам, полупроводниковым химическим соединениям и полупроводниковым комплексам.

Подробнее о работе:

В рамках исследовательской работы по физике о полупроводниковом диоде были рассмотрены чистые полупроводники и примесные полупроводники, среди которых германий, кремний, полупроводниковые соединения типа АIIIВV, твердые растворы на основе соединений типа АIIIВV, полупроводниковые соединения типа АIIВVI и полупроводниковые соединения типа АIVВVI. В практической части работы представлены графики, подготовленные учащимся для изготовления полупроводникового диода.

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Применение полупроводникового диода и принцип его действия» учащийся 11 класса особое внимание уделил изучению строения полупроводникового диода, его показателей в состоянии покоя, а также работу при обратном и прямом включении. В рамках проекта был рассмотрен принцип действия и способы применения выпрямительного диода, полупроводникового стабилитрона, туннельного диода, обращенного диода, варикапа, светоизлучающих диодов и фотодиодов.

Оглавление

Введение
1. Полупроводник.
2. Общие сведения о материалах.
3. Полупроводниковый диод.
4. Применение и принцип действия полупроводникового диода
Заключение
Литература

К полупроводникам относятся материалы, свойства которых частично схожи со свойствами проводников, частично со свойствами диэлектриков. К ним относится большое количество веществ с электронной электропроводностью.

Основной особенностью полупроводников является их способность изменять свои свойства под влиянием различных внешних воздействий (изменение температуры, приложение электрического или магнитного полей и т.д.). Свойства полупроводников сильно зависят от содержания примесей. С введением примеси изменяется не только значение проводимости, но и характер её температурной зависимости.

Электрический ток в полупроводниках связан с дрейфом носителей заряда. Появление носителей заряда в полупроводниках определяется химической частотой и температурой.

Среди полупроводниковых материалов электронные полупроводники, полупроводниковые химические соединения и твердые растворы. Электрические свойства полупроводников определяются зонной структурой и содержанием примесей.

При любой температуре, отличной от абсолютного нуля, в полупроводнике за счет теплового возбуждения происходит генерация свободных электронов и дырок. Однако с процессом генерации обязательно протекает обратный процесс – рекомбинации носителей заряда. Основной характеристикой рекомбинации является время жизни.

Основным материалов полупроводниковой электроники является кремний. Для изготовления полупроводниковых приборов и устройств микроэлектроники используют как монокристаллические, так и поликристаллические материалы.

Цель: Исследовать работу полупроводникового диода.

Задачи:

1. Измерить вольт-амперную характеристику диода.
2. Изучить свойства p-n переходу у диода.

Полупроводник — материал, по удельной проводимости занимающий промежуточное место между проводниками и диэлектриками, и отличающийся от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводников является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Полупроводниками являются кристаллические вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка электрон-вольта (эВ). Например, алмаз можно отнести к широкозонным полупроводникам (около 7 эВ), а арсенид индия — к узкозонным (0,35 эВ). К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), огромное количество сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.).

Атом другого химического элемента в чистой кристаллической решётке (например, атом фосфора, бора и т. д. в кристалле кремния) называется примесью. В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон в кристалл (в вышеприведённом примере – фосфор) или захватывает его (бор), примесные атомы называют донорными или акцепторными. Характер примеси может меняться в зависимости от того, какой атом кристаллической решётки она замещает, в какую кристаллографическую плоскость встраивается.

Проводимость полупроводников сильно зависит от температуры. Вблизи температуры абсолютного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков.

Все полупроводниковые материалы делятся на простые полупроводники (ПП) или элементы, полупроводниковые химические соединения и полупроводниковые комплексы. В последнее время также изучаются стеклообразные и жидкие полупроводники. Простых ПП существует околодесяти. В современной технике особое значение приобрели кремний (Si), германий (Ge) и, частично, селен (Se).

Полупроводниковыми химическими соединениями являются соединения элементов различных групп таблицы Менделеева, соответствующие общим формулам АIIВVI (CdS, ZnSe), АIIIВV(InSb, GaAs, GaP ), АIVВVI (PbS, PbSe, PbTe), также некоторые оксиды и вещества сложного состава.

AIII BV

AII BVI

AIVBVI

К полупроводниковым комплексам можно отнести вещества с полупроводящей или проводящей фазой и карбида кремния, графита, сцепленных керамической или другой связкой. Наиболее распространенными из них являются тирит, силит и др. c шириной запрещенной зоны 0.75 ч 1.35 эВ.