Презентация по электротехнике "Полупроводники"

Полупроводники: основные понятия, типы электропроводимости, применение.

Строение вещества

Вещество

простые

сложные

состоят из атомов одного химического элемента

состоят из молекул

состоят из нескольких атомов разных химических элементов

(Cu, Al, Zn, Pb)

( Н 2 О, СО 2 )

Строение атома алюминия

Внешняя оболочка (валентная)

Электроны валентной оболочки могут покидать атом. В этом случае они становятся свободными.

Виды материалов

Проводники, содержат большое количество свободных зарядов.

Диэлектрики, свободные заряды отсутствуют.

(все металлы, растворы электролитов, ионизированные газы)

(слюда, фарфор, стекло, резина, пластмасса)

Полупроводники, количество свободных зарядов зависит от условий.

Полупроводники - это ряд элементов таблицы Менделеева, большинство минералов, различные окислы, сульфиды,

теллуриды и другие химические соединения.

Группа

Период

III

1

2

IV

Y

B

3

Al

VI

C

4

Ga

VII

N

Si

5

P

O

Ge

6

In

F

As

Tl

Sn

S

Sb

Se

Pb

Cl

Br

Bi

Te

I

Po

Al

Строение полупроводников

атомы прочно связаны между собой ковалентными связями

при нагревании или освещении

Основные носители заряда в полупроводниках – электроны и дырки.

Процесс, при котором устанавливается равновесие между концентрацией электронов и дырок, называется собственной проводимостью.

Примесная проводимость

Легирование – добавление примесей в полупроводниковые материалы

Электронно-дырочный переход (p-n-переход)

полупроводник n-типа

полупроводник р-типа

Электронно-дырочный переход (p-n-переход)

p-n-переход

р-п-переход – это контакт двух полупроводников с разным типом проводимости.

Основное свойство р-п-перехода – односторонняя проводимость.

Полупроводниковый диод – это прибор с одним р-п-переходом, односторонняя проводимость которого используется для выпрямления переменного тока.

5 – полупроводник р- типа

6 – полупроводник п-типа

условное обозначение

Полупроводниковый диод является основным элементом выпрямителей.

Выпрямители – это устройства, преобразующие переменный ток в постоянный.

большой мощности

малой мощности

(электрический транспорт, электрохимия, электросварка)

(питание радиоэлектронных устройств, вторичные источники питания бытовых электроприборов)

Выпрямители по схеме подразделяются на однополупериодные, двухполупериодные, однофазные, трехфазные и многофазные.

Простейший выпрямитель (однополупериодный)

R

U ср = 98 В

Двухполупериодный выпрямитель

U ср = 196 В

Элементы выпрямителя

элемент

назначение

трансформатор

повышает или понижает напряжение до необходимой для нагрузки величины

фильтр

сглаживает пульсирующее напряжение

стабилизатор

обеспечивает постоянство напряжения на нагрузке при изменениях напряжения сети

Сглаживающие фильтры

Простейший фильтр – конденсатор большой емкости, подключенный параллельно нагрузке.

Стабилизатор служит для поддержания напряжения на нагрузке с заданной точностью при изменении сопротивления самой нагрузки и изменении напряжения сети.

Основной элемент стабилизатора – стабилитрон.