Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Декабрь 2019   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1226
∙ повысить рейтинг » 		Gluck
Статус: 9-й класс
Рейтинг: 441
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Академик
Рейтинг: 149
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2277
Дата выхода:04.12.2019, 04:15
Администратор рассылки:Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал)
Подписчиков / экспертов:134 / 69
Вопросов / ответов:3 / 3

Консультация # 197264: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее): Напишите каким соотношением связаны между собой полупроводники: n-типа, p-типа и химически чистые?...
Консультация # 197265: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее): Почему при отсутствии внешних источников питания в p-n переходе появляется дрейфовый ток?...
Консультация # 197266: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее): Какой ток p-n перехода составляет основу обратного тока во внешней цепи p-n перехода и почему?...

Консультация # 197264:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее):
Напишите каким соотношением связаны между собой полупроводники: n-типа, p-типа и химически чистые?

Дата отправки: 28.11.2019, 18:21
Вопрос задал: Евгений (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Евгений!
Трудность ответа на Ваш Вопрос в нечёткой (до бестолковости) формулировке Вопроса "каким соотношением связаны между собой полупроводники: n-типа, p-типа" - да НИКАКИМ соотношением они не связаны! Они вообще НЕ связаны и существуют НЕзависимо друг от друга!

3 дня я думал, почему мне не понятен вопрос при том, что я 45 лет профессионально и успешно ремонтировал и разрабатывал эл-схемы на полупроводниках?
На поисковом сайте я задал запрос по Вашей теме
полупроводники соотношение n-типа, p-типа химически чистые
google.ru возвратил множество ответов, загаженных рекламами, среди которых я выделил 3 :

В статье N1 "Электрический ток в полупроводниках" Ссылка N1 хорошо и простым язык ом описана теория проводимости для полупроводников n- и p-типа. Но в ней нет неуместного термина "соотношение". Есть полезный числовой параметр, цитирую: "При наличии примесей электрическая проводимость полупроводников сильно изменяется. Например, добавка в кристалл кремния примесей фосфора в количестве 0,001 атомного процента уменьшает удельное сопротивление более чем на пять порядков".
Самое главное Вам надо запомнить: сначала в особо-чистых условиях из сырья получают чистейший полупроводник. А уж потом в него добавляют мизерные примеси для создания электронной либо дырочной проводимости.

Много всяких соотношений в статье "Контактные явления в полупроводниках" Ссылка N2 , но материал избыточно сложен для абитуриентов, и отображение формул на странице испорчено.

Наконец , в статье "Контрольная работа по ОП. 04 Основы электроники" Ссылка N3 я увидел пример применения термина "соотношение", похожий на контекст Вашего Вопроса.
На контрольный вопрос "Какое соотношение между концентрацией дырок и электронов в полупроводнике с собственной проводимостью" в статье предложены 5 вариантов ответов :
а) дырок больше электронов;
б) дырок меньше электронов;
в) дырки отсутствуют;
г) концентрации равны;
д) электроны отсутствуют."

Оказывается, ново-модные преподаватели вместо внятного вопроса "В чём принципиальное отличие?" употребили термин "соотношение", смысл которого совершенно в другом : в числовом отношении м-ду величинами.
Если я верно распознал слово-блудие составител ей Вашего Вопроса, тогда Ответ совсем прост:

1)Химически чистые полупроводники имеют только относительно слабую собственную электрическую проводимость. Цитирую из статьи N1 : "Концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок: nn = np . Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется т-ко у чистых (т.е. без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников".

2)Полупроводники n-типа обладают хорошей электронной проводимостью.
3)Полупроводники p-типа обладают хорошей дырочной проводимостью.

Я сохранил статью N1, очистил её копию от рваных тэгов, скриптов и фреймов (чтоб при чтении копии браузер не лез в интернет докачивать мерзкие рекламы). Очищеную копию прилагаю.

P.S: Спустя сутки я, кажется, догадался, как "приторочить" термин "соотношение" к Ответу на Ваш Вопрос :
Если концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок (nn = np), то этот химически чистый полупроводник имеет слабую собственную электрическую проводимость.
Если соотношение концентраций nn > np , тогда полупроводник n-типа имеет хорошую электронную проводимость.
При соотношение концентраций np > nn полупроводник p-типа имеет хорошую дырочную проводимость.

Практической пользы в таком умо-заключении нет никакой, потому что на начальной стадии производственного процесса очистки полупроводника от примесей главным показателем является общая концентрация примесей (грязи). Величина её ориентировочно 1 атом примеси на 109 атомов основного вещества. И никому не интересно, какого типа проводимости эта грязь?

На следующем этапе легирования примеси n- либо p-типа соотношение концентраций nn > np либо np > nn тоже никому не нужно, поскольку если даже присадка (индий, мышьяк…) в 10 раз грязнее полупроводника, она всё равно задаёт тип проводимости своего главного компонента (не грязи).
Но может быть Ваши преподаватели-теоретики ждут от Вас именно такое толкование на свой извращённый вопрос?

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 01.12.2019, 13:02
Прикреплённый файл: посмотреть » [17.7 кб]

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 02.12.2019, 13:53
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 197265:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее):
Почему при отсутствии внешних источников питания в p-n переходе появляется дрейфовый ток?

Дата отправки: 28.11.2019, 18:22
Вопрос задал: Евгений (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Евгений!
На поисковом сайте я запросил "дрейфовый ток в p-n переходе отсутствии внешних источников"
Почитайте сначала, что такое p-n-переход на странице ru.wikipedia.org/wiki/P-n-переход в абзаце "Области пространственного заряда" : В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок.

Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток - основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не буде т свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют p-n-переходом.

Теперь мы готовы читать про дрейф-особенности на Ссылка2
"2.2 Прямое и обратное включение р-n-перехода. Если источник напряжения подключить знаком плюс к области р-типа, а знаком минус к области n-типа, то получим включение, которое называют прямым. Противоположное включение называют обратным. При прямом включении электрическое поле источника напряжения напряженностью Eи направлено навстречу контактному полю напряженностью E, поэтому напряженность результирующего электрического поля
E1 = E - Eи
Уменьшение напряженности электрического поля в р-n-переходе вызовет снижение высоты потенциального барьера на значение прямого напряжения источника.

Уменьшение высоты потенциального барьера приводит к тому, что увеличивается число основных носителей заряда через р-n-переход, т.е. усиливается диффузионный ток. Изменение диффузионного тока с изменением напряжения происходит по экспоненциальному закону…

На дрейфовый ток изменение высоты по тенциального барьера не влияет, так как этот ток определяется только количеством неосновных носителей заряда, переносимых через р-n-переход в единицу времени в результате их хаотического теплового движения."

От себя добавлю : высота потенциального барьера зависит от напряжения, приложенного извне. То есть , напряжение внешнего источника в прямом направлении увеличивает диффузионный ток, а в обратном - уменьшает (p-n-переход запирается расширенной обеднённой зоной).
Дрейфовый ток зависит от температуры (горячее - ток больше), материала полупроводника (у германия больше, чем у кремния), площади pn-перехода (у мощних площадь и ток больше, чем у маломощных), но НЕ зависит от напряжения внешнего источника питания.

см также Процессы в электронно-дырочном переходе Ссылка3 ,
Электронно-дырочный переход Ссылка3 , Электрические переходы Ссылка5

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 02.12.2019, 17:05

5
Спасибо, буду разбираться!
-----
Дата оценки: 02.12.2019, 21:49
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 197266:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос (желательно подробнее):
Какой ток p-n перехода составляет основу обратного тока во внешней цепи p-n перехода и почему?

Дата отправки: 28.11.2019, 18:22
Вопрос задал: Евгений (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Евгений!
Основу обратного тока во внешней цепи p-n перехода составляет дрейфовый (тепловой) ток НЕосновных носителей заряда в р- и n-областях.
Почему? - хорошее объяснение удалось найти в статье "Прямое и обратное включение pn-перехода"
studopedia.org/8-62272.html . Цитирую : Обратное включение - это такое включение рn-перехода, при котором происходит повышение потенциального барьера. Для этого "+" источника подключают к n-области, а "-" к р-области.

Повышение потенциального барьера приводит к уменьшению тока диффузии, а дрейфовый ток практически остается неизменным, так как он зависит, как мы знаем, не от напряженности электрического поля, а от концентрации неосновных носителей заряда в р- и n-областях. В результате через pn-переход и во внешней цепи будет протекать небольшой разностный ток, называемый обратн ым током, равный разности токов дрейфового и диффузии:
Iобр = Iдр - Iдиф

При повышении внешнего напряжения от нулевого значения ток диффузии быстро уменьшается до нуля (при Uобр порядка десятых долей вольта) и обратный ток становится равным дрейфовому (тепловому) току, то есть Iобр = Iдр .

Таким образом, обратный ток через рn-переход - это ток, образованный неосновными носителями заряда, которых при комнатной температуре мало, поэтому ток Iобр небольшой.

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 03.12.2019, 06:09

5
Большое спасибо за помощь!
-----
Дата оценки: 03.12.2019, 20:15
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное