Лабораторная работа №3

1. Какие термоэлектрические явления в полупроводниках имеют место?

В полупроводниках число носителей заряда (электронов и дырок) резко возрастает с повышением температуры, и при этом увеличивается их энергия. Это существенное отличие полупроводников от металлов приводит к высоким термоэлектродвижущим силам в полу­проводниках и позволяет реально осуществлять задачу непосредствен­ного получения электрической энергии за счет нагревания.

2. Что такое эффект Холла?

Э ффект заключается в следующем. Если через однородную металлическую или полупроводниковую пластинку пропускать ток слева направо, вдоль оси х, то линии прохождения тока будут представлять собой прямые линии, параллельные ребру пластинки, идущему вдоль оси z, и между симметрично расположенными точками С и D не будет существовать никакой разности потенциалов. Если затем пластинку поместить в магнитное поле так, чтобы последнее было направлено вдоль оси у, т. е. было перпендикулярно к линиям тока, то между точками С и D возникает разность потенциалов, величина которой пропорциональна как величине тока I, так и напряженности магнитного поля H.

3. Как можно определить тип проводимости полупроводника?

Определить тип проводимости проводника можно двумя способами.

При помощи эффекта холла – пластинку из полупроводника помещают в магнитное поле, по длине пластины пропускают электрический ток, у одной из граней пластинки возникает поперечная ЭДС измеряемая вольтметром направление смещения зарядов определяется правилом правой руки.

При помощи нагрева одного из концов испытуемого полупроводника – при нагреве одного конца полупроводника если n-тип то из нагретого конца начнется диффузия дырок на холодный конец и нагретый конец окажется заряжен отрицательно, если полупроводник p-типа то на нагретом конце за счет тепловой энергии освободится большое количество электронов и начнется их диффузия к холодному концу где их было меньше, горячий конец будет заряжен положительно.

4. В чем заключается эффект выпрямления на p-n-переходе?

В том что на p-n-переходе обратный ток очень мал, и проходить будет только верхняя часть периода (если рассматривать ток как синусоиду ). Если приложить внешнее напряжение так, чтобы созданное им электрическое поле было направленным противоположно направлению электрического поля между областями пространственного заряда, то динамическое равновесие нарушается, и дрейфовый ток преобладает над диффузионным током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением.

Если же внешнее напряжение приложено так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем между областями пространственного заряда, то это приведет лишь к увеличению областей пространственного заряда, и ток через p-n-переход не идёт. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением.

5. Что служит сырьем для получения простых полупроводников?

Основным сырьем для полупроводников служат кремний и нерманий. Основными акцепторными примесями для кремния являются элементы III группы таблицы Д. И. Менделеева, прежде всего бор и алюминий. Реже используют галлий, индий и таллий. Основными донорными примесями являются элементы V группы: фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Элементы I, II, VI, VII групп создают в кремнии глубокие энергетические уровни и могут играть роль как доноров, так и акцепторов.

Дырочная проводимость германия достигается введением акцеп­торов – элементов III группы (галлий, индий, алюминий), электронная прово­димость – введением в германий доноров – элементов V группы (ва­надий, сурьма, фосфор, висмут). Нейтральными примесями являются инертные газы, азот и элементы VI группы: кремний, свинец, олово. Активаторными примесями являются многие элементы I, II, VI, VII и VIII групп Периодической системы Менделеева.