План-конспект урока по физике. Тема: Электрический ток в полупроводниках

Цель урока: сформировать представление о проводимости полупроводников, зависимости собственной проводимости полупроводников от температуры и освещенности.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания методом решения задач и устной беседы

А) Один учащийся у доски решает задачу № 5 из упр. 20. Остальные отвечают устно на вопросы

Б) Электрическая лампочка потребляет определенную мощность: когда эта мощность больше сразу после включения лампочки в сеть или спустя несколько минут?

В) Предположим,

что сопротивление спирали утюга, при увеличении температуры, не меняется. Какой должна быть длина при номинальной мощности, была бы она большей или меньшей?

Г) Как убедится в том, что в кольцевом сверхпроводнике действительно устанавливается неизменный ток?

Д) На доске вывести зависимость удельного сопротивления проводника от температуры.

Е) Что такое явление сверхпроводимости и значение ее применения.

2. Изучение нового материала.

Вещества, у которых с увеличением

температуры удельное сопротивление резко уменьшается

относятся к классу полупроводников – это кремний, германий, селен и др.

Как диэлектрик ведет себя при низких температурах, полупроводник, не проводя ток.

Ρ Из графика видно, что при температурах близких к абсолютному нулю,

удельное сопротивление полупроводников очень велико.

Рассмотрим строение полупроводников, на примере германия.

Многие полупроводниковые кристаллы имеют такое же расположение

атомов и электронов.

Взаимодействие пары ближайших атомов осуществляется с помощью

Т ковалентной связи. Ковалентные связи прочны и при низких температурах не разрушаются. Поэтому Si, Ge, Se при низких температурах электрический ток не проводят.

Валентные электроны прочно удерживаются кристаллической решеткой, и внешнее электрическое поле не действует на их движение.

При нагревании полупроводника энергия частиц повышается, и происходят разрывы связей.

Некоторые из электронов становятся свободными. В электрическом поле они перемещаются

между узлами решетки и образуют электрический ток. Проводимость, вызванная наличием у полупроводников свободных электронов, называют электронной. С ростом температуры число свободных электронов растет. Сопротивление при этом уменьшается.

При разрыве связи в кристалле образуется вакантное место – дырка. Дырка может передвигаться по всему кристаллу полупроводника. Таким образом, при наличии внешнего электрического поля возникает упорядоченное движение дырок – дырочный ток. Проводимость, вызванная наличием у полупроводников, перемещающихся дырок называется дырочной.

Электроны в полупроводниках движутся против внешнего электрического поля, а движение дырок совпадает с направлением поля.

Собственная проводимость – проводимость чистых полупроводников осуществляется перемещением свободных электронов. Дырочная проводимость – проводимость чистых полупроводников, осуществляемая перемещением связанных электронов на вакантные места ковалентных связей.

Закрепление изученного материала

А) По таблице Д. И. Менделеева рассмотреть Si, Ge, Se. Рассказать об их химических свойствах.

Б) Почему из известных полупроводников предпочтительнее других кремний?

Подведем итоги урока

Домашнее задание: § 115, ответить на вопросы 1- 4 на стр. 296.




План-конспект урока по физике. Тема: Электрический ток в полупроводниках