Електричний струм у напівпровідниках. Власна провідність напівпровідників.

Електричний струм у напівпровідниках фізика 9 клас презентація . Власна провідність напівпровідників.

Головне на уроці

Тема: Електричний струм у напівпровідниках. Власна провідність напівпровідників

Матеріал укладено відповідно до § 7 підручника «Фізика. 9 клас» В. Г. Бар’яхтара та ін., 2026 р.

1. Напівпровідники
Напівпровідники — речовини, електропровідність яких за своїми властивостями займає проміжне місце між провідниками та діелектриками.

Найпоширеніші напівпровідники — кремній (Si) і германій (Ge).

На відміну від металів, електропровідність напівпровідників значно залежить від температури та освітленості:

• зі збільшенням температури їхній питомий опір зменшується;
• зі збільшенням освітленості опір також може зменшуватися.

2. Будова напівпровідників
У кристалі кремнію атоми утворюють ковалентні зв’язки. Кожен атом кремнію має чотири валентні електрони, які беруть участь у зв’язках із сусідніми атомами.

За звичайних умов більшість електронів пов’язані з атомами, тому кількість вільних носіїв заряду невелика.

3. Електричний струм у напівпровідниках
Електричний струм у напівпровідниках — це напрямлений рух вільних електронів і дірок.

Отже, носіями електричного заряду в напівпровідниках є:

• вільні електрони — негативно заряджені;
• дірки — умовні позитивні носії заряду.

4. Електронна провідність
Якщо електрон отримує достатню енергію, він може залишити ковалентний зв’язок і стати вільним.

Рух вільних електронів під дією електричного поля створює електронну провідність.

5. Діркова провідність
Після виходу електрона з ковалентного зв’язку на його місці залишається вакантне місце — дірка.

Дірка поводиться як позитивний носій заряду: сусідній електрон може перейти на вільне місце, а дірка ніби переміститься в протилежному напрямку.

Діркова провідність — це провідність, зумовлена рухом дірок у кристалі.

Важливо: дірка не є реальною частинкою. Це вакантне місце в кристалі, переміщення якого створює ефект руху позитивного заряду.

6. Власна провідність напівпровідників
У чистому (без домішок) напівпровіднику під час утворення вільного електрона одночасно виникає дірка.

Тому кількість вільних електронів і дірок є однаковою.

Власна провідність напівпровідника — це провідність чистого напівпровідника, зумовлена одночасним рухом вільних електронів і дірок.

7. Вплив температури та світла
Під час нагрівання або освітлення напівпровідника збільшується кількість електронів, які можуть стати вільними, а отже, збільшується і кількість дірок.

Температура ↑ → кількість вільних носіїв ↑ → провідність ↑ → опір ↓

Освітленість ↑ → кількість вільних носіїв ↑ → провідність ↑ → опір ↓

На цій властивості ґрунтується робота термісторів і фоторезисторів.

Запам’ятайте

Напівпровідник → електрони + дірки → електричний струм

Чистий напівпровідник → однакова кількість електронів і дірок → власна провідність.