Що таке напівпровідники?
Напівпровідники — це речовини, електропровідність яких займає проміжне положення між провідниками та діелектриками.
Найпоширеніші напівпровідники:
кремній (Si);
германій (Ge).
Електропровідність напівпровідників
Електричний струм у напівпровідниках — це впорядкований рух електронів і дірок під дією електричного поля.
Електрони — негативно заряджені частинки.
Дірки — умовні позитивні носії заряду, що виникають через відсутність електрона в кристалічній ґратці.
Види електропровідності
1. Власна електропровідність
Виникає у чистому напівпровіднику.
При нагріванні деякі електрони отримують достатньо енергії, залишають свої місця в атомах і стають вільними. На їхньому місці утворюються дірки.
Отже, струм переноситься одночасно:
електронами;
дірками.
2. Домішкова електропровідність
Виникає після додавання невеликої кількості домішок.
n-тип
Домішки додають зайві електрони.
Основні носії заряду — електрони.
p-тип
Домішки створюють додаткові дірки.
Основні носії заряду — дірки.
Вплив температури
На відміну від металів:
зі збільшенням температури електропровідність напівпровідників зростає;
опір відповідно зменшується.
Це пояснюється тим, що при нагріванні утворюється більше вільних електронів і дірок.
Застосування напівпровідників
Напівпровідники використовують у:
💻 комп'ютерах і процесорах;
📱 смартфонах;
🔌 діодах;
⚙️ транзисторах;
☀️ сонячних батареях;
💡 світлодіодах (LED);
📡 датчиках та інтегральних мікросхемах.
Порівняння металів і напівпровідників
Метали | Напівпровідники |
|---|---|
Носії заряду — електрони | Носії заряду — електрони і дірки |
При нагріванні опір зростає | При нагріванні опір зменшується |
Провідність майже не змінюється домішками | Домішки сильно змінюють провідність |
Коротко для запам'ятовування
Напівпровідники займають проміжне місце між провідниками та діелектриками.
Електричний струм у них створюють електрони та дірки.
Буває власна і домішкова електропровідність.
n-тип — основні носії заряду електрони.
p-тип — основні носії заряду дірки.
При підвищенні температури електропровідність напівпровідників зростає, що є однією з їхніх головних відмінностей від металів.
