แผนการสอนหัวข้อวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ แผน - บทสรุปของบทเรียนเทคโนโลยีในหัวข้อ: “เซมิคอนดักเตอร์ไดโอด ระเบียบวิธีบทเรียน

ส่วน: ฟิสิกส์, การแข่งขัน "การนำเสนอบทเรียน"

การนำเสนอสำหรับบทเรียน

กลับไปข้างหน้า

ความสนใจ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น และอาจไม่ได้แสดงถึงคุณลักษณะทั้งหมดของงานนำเสนอ หากสนใจงานนี้กรุณาดาวน์โหลดฉบับเต็ม

บทเรียนในเกรด 10

เรื่อง: พี-และ n- ประเภท ไดโอดสารกึ่งตัวนำ ทรานซิสเตอร์”

เป้าหมาย:

• ทางการศึกษา: เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าอิสระในเซมิคอนดักเตอร์ต่อหน้าสิ่งเจือปนจากมุมมองของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์และจากความรู้นี้เพื่อค้นหาสาระสำคัญทางกายภาพของจุดเชื่อมต่อ p-n สอนให้นักเรียนอธิบายการทำงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับสาระสำคัญทางกายภาพของจุดเชื่อมต่อ pn
• การพัฒนา: พัฒนาความคิดทางกายภาพของนักเรียน ความสามารถในการกำหนดข้อสรุปอย่างอิสระ ขยายความสนใจทางปัญญา กิจกรรมการเรียนรู้
• ทางการศึกษา: เพื่อสานต่อการสร้างโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ของเด็กนักเรียน

อุปกรณ์: การนำเสนอในหัวข้อ:“สารกึ่งตัวนำ กระแสไฟฟ้าผ่านหน้าสัมผัสสารกึ่งตัวนำ พี-และ n- ประเภท ไดโอดสารกึ่งตัวนำ ทรานซิสเตอร์" เครื่องฉายมัลติมีเดีย

ความคืบหน้าของบทเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

ครั้งที่สอง การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

สไลด์ 1.

สไลด์ 2 เซมิคอนดักเตอร์ –เป็นสารที่ความต้านทานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้างและลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าค่าการนำไฟฟ้า (1/R) เพิ่มขึ้น

พบได้ในซิลิคอน เจอร์เมเนียม ซีลีเนียม และในสารประกอบบางชนิด

สไลด์ 3.

กลไกการนำไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ

สไลด์ 4.

ผลึกเซมิคอนดักเตอร์มีโครงตาข่ายอะตอมที่ด้านนอก สไลด์ 5.อิเล็กตรอนถูกพันธะกับอะตอมข้างเคียงด้วยพันธะโควาเลนต์

ที่อุณหภูมิต่ำ เซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์จะไม่มีอิเล็กตรอนอิสระและมีพฤติกรรมเหมือนฉนวน

สารกึ่งตัวนำมีความบริสุทธิ์ (ไม่มีสิ่งเจือปน)

หากเซมิคอนดักเตอร์มีความบริสุทธิ์ (ไม่มีสิ่งเจือปน) แสดงว่ามีความนำไฟฟ้าในตัวซึ่งต่ำ

การนำไฟฟ้าภายในมีสองประเภท:

สไลด์ 6. 1) อิเล็กทรอนิกส์ (การนำไฟฟ้าประเภท "n")

ที่อุณหภูมิต่ำในเซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กตรอนทั้งหมดจะถูกจับกับนิวเคลียสและมีความต้านทานสูง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น พันธะแตกตัวและมีอิเล็กตรอนอิสระปรากฏขึ้น ความต้านทานจะลดลง

อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ตรงข้ามกับเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า

ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์เกิดจากการมีอิเล็กตรอนอิสระ

สไลด์ 7

2) รู (ชนิดการนำไฟฟ้า "p")

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซึ่งดำเนินการโดยเวเลนซ์อิเล็กตรอนจะถูกทำลาย และเกิดจุดที่มีอิเล็กตรอนที่หายไปซึ่งเรียกว่า "รู" เกิดขึ้น

มันสามารถเคลื่อนที่ได้ทั่วคริสตัลเพราะว่า ตำแหน่งของมันสามารถถูกแทนที่ด้วยวาเลนซ์อิเล็กตรอน การเคลื่อน "รู" เทียบเท่ากับการเคลื่อนประจุบวก

รูจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า

นอกเหนือจากการให้ความร้อนแล้ว การแตกของพันธะโควาเลนต์และการเกิดขึ้นของค่าการนำไฟฟ้าภายในในเซมิคอนดักเตอร์ยังอาจเกิดจากการส่องสว่าง (โฟโตคอนดักเตอร์) และการกระทำของสนามไฟฟ้าแรงสูง ดังนั้นเซมิคอนดักเตอร์จึงมีการนำไฟฟ้าของรูด้วย

ค่าการนำไฟฟ้ารวมของเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์คือผลรวมของค่าการนำไฟฟ้าประเภท "p" และ "n" และเรียกว่าการนำไฟฟ้าแบบรูอิเล็กตรอน

สารกึ่งตัวนำที่มีสิ่งเจือปน

เซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวมีค่าการนำไฟฟ้า + สิ่งเจือปนของตัวเอง

การมีสิ่งเจือปนช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าได้อย่างมาก

เมื่อความเข้มข้นของสิ่งเจือปนเปลี่ยนแปลง จำนวนพาหะของกระแสไฟฟ้า—อิเล็กตรอนและรู—จะเปลี่ยนไป

ความสามารถในการควบคุมกระแสไฟฟ้ารองรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์อย่างแพร่หลาย

มี:

สไลด์ 8 1) สิ่งเจือปนของผู้บริจาค (การบริจาค)– เป็นผู้จัดหาอิเล็กตรอนเพิ่มเติมให้กับผลึกเซมิคอนดักเตอร์ ปล่อยอิเล็กตรอนได้ง่าย และเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนอิสระในเซมิคอนดักเตอร์

สไลด์ 9เหล่านี้คือตัวนำ "น" – ประเภท, เช่น. เซมิคอนดักเตอร์ที่มีสิ่งเจือปนจากผู้บริจาค โดยที่ตัวพาประจุหลักคืออิเล็กตรอน และตัวพาประจุส่วนน้อยคือรู

สารกึ่งตัวนำดังกล่าวมี การนำไฟฟ้าเจือปนตัวอย่างเช่นสารหนู

สไลด์ 10 2) สิ่งเจือปนของตัวรับ (การรับ)– สร้าง “รู” นำอิเล็กตรอนเข้าสู่ตัวเอง

เหล่านี้คือเซมิคอนดักเตอร์ "พี" - ประเภท, เช่น. เซมิคอนดักเตอร์ที่มีสิ่งเจือปนจากตัวรับ โดยที่ตัวพาประจุหลักคือรู และตัวพาประจุส่วนน้อยคืออิเล็กตรอน

สารกึ่งตัวนำดังกล่าวมี การนำสิ่งเจือปนของรู. สไลด์ 11ตัวอย่างเช่น อินเดียม. สไลด์ 12.

ลองพิจารณาว่ากระบวนการทางกายภาพใดที่เกิดขึ้นเมื่อเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่มีความนำไฟฟ้าต่างกันมาสัมผัสกัน หรือตามที่กล่าวไว้ในจุดเชื่อมต่อ pn

สไลด์ 13-16

สมบัติทางไฟฟ้าของจุดเชื่อมต่อ p-n

ทางแยก "p-n" (หรือทางแยกรูอิเล็กตรอน) คือพื้นที่สัมผัสของสารกึ่งตัวนำสองตัวโดยที่ค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนจากอิเล็กทรอนิกส์เป็นรู (หรือกลับกัน)

บริเวณดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้ในคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์โดยการแนะนำสิ่งเจือปน ในบริเวณสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน จะเกิดการแพร่กระจายซึ่งกันและกัน อิเล็กตรอนและรูและชั้นไฟฟ้าที่ปิดกั้นจะเกิดขึ้น สนามไฟฟ้าของชั้นปิดกั้นจะป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนและรูทะลุผ่านขอบเขตออกไปอีก ชั้นปิดกั้นมีความต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับพื้นที่อื่นๆ ของเซมิคอนดักเตอร์

สนามไฟฟ้าภายนอกส่งผลต่อความต้านทานของชั้นกั้น

ในทิศทางไปข้างหน้า (ผ่าน) ของสนามไฟฟ้าภายนอก กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านขอบเขตของสารกึ่งตัวนำสองตัว

เพราะ อิเล็กตรอนและรูเคลื่อนที่เข้าหากันไปยังส่วนต่อประสาน จากนั้นอิเล็กตรอนที่ข้ามขอบเขตมาเติมรูนั้น ความหนาของชั้นกั้นและความต้านทานลดลงอย่างต่อเนื่อง

โหมดการรับส่งข้อมูลของทางแยก p-n:

เมื่อสนามไฟฟ้าภายนอกอยู่ในทิศทางปิดกั้น (ย้อนกลับ) จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านบริเวณหน้าสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์สองตัว

เพราะ เมื่ออิเล็กตรอนและรูเคลื่อนที่จากขอบเขตไปในทิศทางตรงกันข้าม ชั้นที่ปิดกั้นจะหนาขึ้นและความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

โหมดการบล็อกทางแยก p-n:

ดังนั้นการเปลี่ยนผ่านของหลุมอิเล็กตรอนจึงมีการนำไฟฟ้าทางเดียว

ไดโอดสารกึ่งตัวนำ

เซมิคอนดักเตอร์ที่มีจุดเชื่อมต่อ p-n หนึ่งจุดเรียกว่าไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

- พวกคุณเขียนหัวข้อใหม่: "ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์"
“ มีคนงี่เง่าแบบไหน” Vasechkin ถามด้วยรอยยิ้ม
- ไม่ใช่คนงี่เง่า แต่เป็นไดโอด! – ครูตอบว่า “ไดโอด ซึ่งหมายความว่ามีอิเล็กโทรดสองตัว คือ แอโนดและแคโทด” คุณเข้าใจไหม?
“ และ Dostoevsky ก็มีผลงานเช่นนี้ -“ The Idiot” Vasechkin ยืนกราน
- ใช่มีแล้วไง? คุณอยู่ในบทเรียนฟิสิกส์ ไม่ใช่วรรณกรรม! โปรดอย่าสับสนระหว่างไดโอดกับคนงี่เง่าอีกต่อไป!

สไลด์ 17–21

เมื่อสนามไฟฟ้าถูกจ่ายไปในทิศทางเดียว ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์จะสูง ส่วนความต้านทานจะมีน้อยในทิศทางตรงกันข้าม

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของวงจรเรียงกระแสไฟ AC

สไลด์ 22–25

ทรานซิสเตอร์เรียกว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อขยาย สร้าง และแปลงการสั่นทางไฟฟ้า

ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ - คุณสมบัติของทางแยก "p-n" ก็ใช้เช่นกัน - ทรานซิสเตอร์ใช้ในวงจรของอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์

“ตระกูล” ขนาดใหญ่ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์มีสองประเภท: ไบโพลาร์และฟิลด์เอฟเฟกต์ ตัวแรกเพื่อที่จะแยกความแตกต่างจากตัวที่สองมักเรียกว่าทรานซิสเตอร์ธรรมดา ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด เราอาจจะเริ่มต้นด้วยพวกเขา คำว่า "ทรานซิสเตอร์" มาจากคำภาษาอังกฤษสองคำ: ทรานสเฟอร์ - คอนเวอร์เตอร์ และตัวต้านทาน - ความต้านทาน ในรูปแบบที่เรียบง่าย ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์คือเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีบริเวณสลับกัน 3 ส่วน (เช่นในเค้กเลเยอร์) ที่มีการนำไฟฟ้าต่างกัน (รูปที่ 1) ซึ่งก่อให้เกิดจุดเชื่อมต่อ p-n สองจุด บริเวณสุดขั้วทั้งสองมีการนำไฟฟ้าประเภทหนึ่ง ส่วนบริเวณตรงกลางมีค่าการนำไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่ง แต่ละพื้นที่มีพินติดต่อของตัวเอง หากค่าการนำไฟฟ้าของรูมีอิทธิพลเหนือบริเวณด้านนอกและค่าการนำไฟฟ้าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ตรงกลาง (รูปที่ 1, a) อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าทรานซิสเตอร์ของโครงสร้าง p - n - p ในทางตรงกันข้ามทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้าง n - p - n มีพื้นที่ที่มีการนำไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ตามขอบและระหว่างนั้นจะมีบริเวณที่มีรูนำไฟฟ้า (รูปที่ 1, b)

เมื่อแรงดันไฟฟ้าบวกถูกจ่ายไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ชนิด n-p-n ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้น กล่าวคือ ความต้านทานระหว่างตัวปล่อยและตัวสะสมจะลดลง และเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าลบ ในทางกลับกัน จะปิดลงและกระแสจะแรงขึ้น ยิ่งเปิดหรือปิด สำหรับทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้าง p-n-p สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริง

พื้นฐานของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ (รูปที่ 1) คือแผ่นเจอร์เมเนียมหรือซิลิคอนแผ่นเล็กที่มีค่าการนำไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแบบรูนั่นคือ n-type หรือ p-type ลูกบอลขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์จะหลอมละลายลงบนพื้นผิวทั้งสองด้านของแผ่น เมื่อถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดอย่างเคร่งครัด การแพร่กระจาย (การแทรกซึม) ขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์จะเกิดขึ้นในความหนาของเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ เป็นผลให้มีบริเวณสองส่วนปรากฏขึ้นที่ความหนาของแผ่น ตรงข้ามกับส่วนนั้นในด้านการนำไฟฟ้า เจอร์เมเนียมหรือแผ่นซิลิกอนชนิด p และบริเวณประเภท n ที่สร้างขึ้นในนั้นเป็นทรานซิสเตอร์ของโครงสร้าง n-p-n (รูปที่ 1, a) และเพลตประเภท n และบริเวณประเภท p ที่สร้างขึ้นในนั้นก่อให้เกิดทรานซิสเตอร์ ของโครงสร้าง p-n-p (รูปที่ 1, b )

โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างของทรานซิสเตอร์แผ่นของเซมิคอนดักเตอร์ดั้งเดิมเรียกว่าฐาน (B) พื้นที่ที่มีปริมาตรน้อยกว่าตรงข้ามกับมันในแง่ของการนำไฟฟ้าคือตัวปล่อย (E) และอีกบริเวณที่คล้ายกันซึ่งมีปริมาตรใหญ่กว่าคือ นักสะสม (K) อิเล็กโทรดทั้งสามนี้ประกอบเป็นรอยต่อ p-n สองจุด: ระหว่างฐานกับตัวสะสม - ตัวสะสม และระหว่างฐานกับตัวส่ง - ตัวส่งสัญญาณ แต่ละตัวมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าคล้ายคลึงกับจุดเชื่อมต่อ p-n ของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์และเปิดที่แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเท่ากัน

การออกแบบกราฟิกทั่วไปของทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกันจะแตกต่างกันเพียงตรงที่ลูกศรซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของตัวปล่อยและทิศทางของกระแสผ่านทางแยกตัวส่งสัญญาณ สำหรับทรานซิสเตอร์ p-n-p หันหน้าไปทางฐาน และสำหรับทรานซิสเตอร์ n-p-n หันหน้าออกจากฐาน

สไลด์ 26–29

ที่สาม การรวมหลัก

1. สารอะไรที่เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์?
2. การนำไฟฟ้าชนิดใดที่เรียกว่าอิเล็กทรอนิกส์?
3. มีการนำไฟฟ้าอื่นใดอีกบ้างที่พบในเซมิคอนดักเตอร์?
4. ตอนนี้คุณรู้เกี่ยวกับสิ่งสกปรกอะไรบ้าง?
5. โหมดปริมาณงานของจุดเชื่อมต่อ p-n คืออะไร?
6. โหมดการบล็อกของจุดเชื่อมต่อ p-n คืออะไร?
7. คุณรู้จักอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อะไรบ้าง
8. อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใช้ที่ไหนและเพื่ออะไร?

IV. รวบรวมสิ่งที่ได้เรียนรู้มา

1. ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์เปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อถูกความร้อน? ภายใต้แสงไฟ?
2. ซิลิคอนจะเป็นตัวนำยิ่งยวดหรือไม่หากถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์? (ไม่ ความต้านทานของซิลิคอนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่ลดลง)

แผนบทเรียนการฝึกอบรมด้านแรงงาน

รุ่นที่ 9

หัวข้อส่วน: วิศวกรรมไฟฟ้าและพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์ (3 ชั่วโมง)
หัวข้อบทเรียนที่ 27: อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

เป้า: ทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

ความคืบหน้าของบทเรียน:
1. ส่วนองค์กร 3 นาที
ก) คำทักทาย
b) บัตรประจำตัวของผู้ที่ขาดงาน
c) การทำซ้ำของวัสดุที่ครอบคลุม
d) การประกาศหัวข้อของบทเรียน บันทึกหัวข้อบทเรียนลงในสมุดบันทึก
จ) การสื่อสารวัตถุประสงค์และแผนการสอนให้กับนักเรียน

2.การทำซ้ำวัสดุที่ครอบคลุม -7 นาที

งานติดตั้งระบบไฟฟ้าประเภทหลักมีอะไรบ้าง?

วัสดุนำไฟฟ้าคืออะไร?

การใช้วัสดุตัวนำ?

3. ศึกษาเนื้อหาใหม่ 10 นาที

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้แก่ :

- วงจรรวม (ชิป)

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ (รวมถึงวาริแคป ไดโอดซีเนอร์ ไดโอดชอตกี)

ไทริสเตอร์, โฟไทริสเตอร์,

ทรานซิสเตอร์

อุปกรณ์ชาร์จคู่

อุปกรณ์ไมโครเวฟเซมิคอนดักเตอร์ (กันน์ไดโอด, ไดโอดถล่ม)

อุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ (โฟโตรีซิสเตอร์, โฟโตไดโอด, เซลล์แสงอาทิตย์, เครื่องตรวจจับรังสีนิวเคลียร์, ไฟ LED, เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์, ตัวปล่อยอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์)

เทอร์มิสเตอร์, เซ็นเซอร์ฮอลล์

หลัก วัสดุสำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่ ซิลิคอน (Si) ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) แกลเลียม และสารประกอบอินเดียม

การนำไฟฟ้า เซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของสิ่งเจือปนและอิทธิพลของพลังงานภายนอก (อุณหภูมิ การแผ่รังสี ความดัน ฯลฯ) การไหลของกระแสถูกกำหนดโดยพาหะประจุสองประเภท - อิเล็กตรอนและรู เซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์และเจือปนนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี

เซมิคอนดักเตอร์

4. ภาคปฏิบัติ 18 นาที
วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการวัดความต้านทานด้วยโอห์มมิเตอร์ระหว่างขั้วตัวปล่อยและตัวสะสมเมื่อเชื่อมต่อฐานเข้ากับตัวสะสมและเมื่อเชื่อมต่อฐานเข้ากับตัวส่งสัญญาณ ในกรณีนี้แหล่งพลังงานของตัวสะสมจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากวงจร หากทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างถูกต้อง ในกรณีแรกโอห์มมิเตอร์จะแสดงความต้านทานต่ำ ในกรณีที่สอง - ตามลำดับหลายแสนหรือหมื่นโอห์ม

เซมิคอนดักเตอร์ ไดโอด - อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีทางแยกไฟฟ้าหนึ่งทางและสองสาย (อิเล็กโทรด) ต่างจากไดโอดประเภทอื่น หลักการทำงานของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์รอยต่อ pn

การทดสอบไดโอดสารกึ่งตัวนำ

เมื่อทดสอบไดโอดโดยใช้ AMM ควรใช้ขีดจำกัดการวัดที่ต่ำกว่า เมื่อตรวจสอบไดโอดที่ใช้งานได้ความต้านทานในทิศทางไปข้างหน้าจะอยู่ที่หลายร้อยโอห์มและในทิศทางตรงกันข้ามจะมีความต้านทานขนาดใหญ่อย่างไม่สิ้นสุด หากไดโอดชำรุด AMM จะแสดงความต้านทานใกล้กับ 0 ในทั้งสองทิศทางหรือเกิดการแตกหักหากไดโอดพัง ความต้านทานของการเปลี่ยนในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับจะแตกต่างกันสำหรับไดโอดเจอร์เมเนียมและซิลิคอน

5. สรุปบทเรียน 2 นาที
6. ทำความสะอาดสถานที่ทำงาน 5 นาที

เกี่ยวกับเทคโนโลยีในหัวข้อ: “เซมิคอนดักเตอร์ไดโอด”

MBOU "โรงเรียนการศึกษาทั่วไป ครั้งที่ 16"

เมืองกุส-ครัสตัลนี

แผนการสอน - แผนการสอน

โดยเทคโนโลยี

ในหัวข้อ: “เซมิคอนดักเตอร์ไดโอด”

ครูสอนเทคโนโลยี

โครงร่างบทเรียน

หัวข้อบทเรียน: “ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์”

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

1. ทางการศึกษา:

1.1. ทำให้นักเรียนคุ้นเคยกับ:

ด้วยอุปกรณ์ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

ด้วยเทคโนโลยีการผลิตไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

ด้วยหลักการทำงานของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

ด้วยการใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในทางปฏิบัติ ในชีวิตประจำวัน ในการผลิต

มีวงจรเรียงกระแสไฟ AC

2. พัฒนาการ:

2.1. เพื่อส่งเสริมการพัฒนาความสนใจทางปัญญาในเรื่อง

2.2. เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้วิธีการพื้นฐานของกิจกรรมทางจิต

3. ทางการศึกษา:

3.1. มีส่วนร่วมในการสร้างคุณภาพการทำงานของแต่ละบุคคล

อุปกรณ์ระเบียบวิธีของบทเรียน

1. วัสดุและฐานทางเทคนิค:

ชั้นเรียนคอมพิวเตอร์

โปรเจคเตอร์มัลติมีเดีย

ชุดไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

แบตเตอรี่ไฟฟ้า หลอดไฟ สายไฟเชื่อมต่อ

2. การสนับสนุนด้านการสอน:

- “องค์ประกอบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ระบบอัตโนมัติ และคอมพิวเตอร์”, M., “Prosveshchenie”, 1990;

- "วิธีการฝึกอบรมด้านแรงงาน", M. , "Prosveshchenie", 1997;

- “โรงเรียนและการผลิต” ฉบับที่ 1,2548

- “การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุ”, M., “การศึกษา”, 1996;

ทดสอบ "ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์"

ความคืบหน้าของบทเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร

2. การทำซ้ำวัสดุที่ครอบคลุมในหัวข้อ "เซมิคอนดักเตอร์"

เพื่อตรวจสอบเนื้อหาที่ครอบคลุมและเตรียมนักเรียนให้เรียนรู้เนื้อหาใหม่ ขอแนะนำให้ถามคำถามต่อไปนี้:

1. องค์ประกอบใดบ้างที่จัดเป็นเซมิคอนดักเตอร์?

2. การนำตนเองเกิดขึ้นได้อย่างไร?

3. การนำสารเจือปนเกิดขึ้นได้อย่างไร?

4. อะไรทำให้อิเล็กตรอนอิสระปรากฏ?

5. มีค่าการนำไฟฟ้ามากกว่าในโลหะหรือในเซมิคอนดักเตอร์หรือไม่?

6. สารกึ่งตัวนำหลักคืออะไร?

3. การนำเสนอวัสดุใหม่เกี่ยวกับไดโอดเซมิคอนดักเตอร์และวงจรเรียงกระแสกระแสสลับ

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น

การออกแบบไดโอด: ใช้คริสตัลซิลิคอนที่มีค่าการนำไฟฟ้าชนิด n อินเดียมถูกหลอมให้กลายเป็นพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งของตัวอย่าง เนื่องจากอะตอมของอินเดียมอยู่ลึกเข้าไปในผลึกเดี่ยวของเจอร์เมเนียม บริเวณที่มีความนำไฟฟ้าชนิด p จะเกิดขึ้นใกล้กับพื้นผิวเจอร์เมเนียม ตัวอย่างเจอร์เมเนียมที่เหลือซึ่งไม่ถูกอะตอมอินเดียมทะลุผ่าน ยังคงมีค่าการนำไฟฟ้าชนิด n

จุดเชื่อมต่อ p-n เกิดขึ้นระหว่างสองภูมิภาคที่มีความนำไฟฟ้าประเภทต่างๆ (สไลด์สาธิตหมายเลข 1)

เป็นไปไม่ได้ที่จะได้จุดเชื่อมต่อ pn โดยการเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์สองตัวทางกลไกที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน เนื่องจากส่งผลให้เกิดช่องว่างที่ใหญ่เกินไป ความหนาของรอยต่อ pn ไม่ควรเกินระยะห่างระหว่างอะตอม เพื่อป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตราย คริสตัลจึงถูกใส่ไว้ในกล่องโลหะที่ปิดสนิท

ในแผนภาพไฟฟ้า ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์จะถูกระบุ (สไลด์สาธิตหมายเลข 2)

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่มีลักษณะดังนี้: (สไลด์สาธิตหมายเลข 3)

(หลังจากนี้ครูสาธิตตัวอย่างไดโอดสารกึ่งตัวนำ)

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ใด ๆ มีลักษณะเฉพาะโดย Ipr กระแสตรงสูงสุด สูงสุด และย้อนกลับแรงดันสูงสุด Urev สูงสุด..หากกระแสที่ผ่านไดโอดมากกว่ากระแสสูงสุด จุดเชื่อมต่อ p-n จะล้มเหลว (หลอมละลาย) หากแรงดันย้อนกลับมากกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ไดโอดสามารถทนได้ จุดเชื่อมต่อ p-n จะทะลุผ่านด้วยประจุไฟฟ้า ในทั้งสองกรณีไดโอดเซมิคอนดักเตอร์จะล้มเหลว

การเชื่อมต่อไดโอดกับวงจรไฟฟ้าถาวร

มาเชื่อมต่อไดโอดเซมิคอนดักเตอร์กับแหล่งพลังงานด้วยวิธีนี้ (สไลด์สาธิตหมายเลข 4)

ด้วยการเชื่อมต่อนี้ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดโอดและโหลด เนื่องจากไม่มีตัวพาประจุผ่านจุดเชื่อมต่อ p-n ความต้านทานในกรณีนี้จะมีขนาดใหญ่มาก ไดโอดบอกว่าอยู่ในสถานะบล็อก

มาเปลี่ยนขั้วของแหล่งจ่ายไฟกันเถอะ ด้วยการเชื่อมต่อนี้กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไดโอดและผ่านโหลด

กล่าวกันว่าไดโอดอยู่ในสถานะเปิด (การสาธิตสไลด์หมายเลข 5)

วงจรเรียงกระแสกระแสไฟฟ้า

สามารถรับกระแสไฟฟ้าตรงได้โดยเชื่อมต่อไดโอดเข้ากับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (สไลด์สาธิตหมายเลข 6)

ลองดูกราฟเพื่อดูว่าการแก้ไขกระแสสลับเกิดขึ้นได้อย่างไร (การสาธิตสไลด์หมายเลข 7)

การแก้ไขกระแสสลับนี้เรียกว่าการแก้ไขแบบครึ่งคลื่น กระแสในกรณีนี้เรียกว่าการเต้นเป็นจังหวะ

การแก้ไขกระแสสลับนี้มีการใช้งานที่กว้างขวางเช่น: หากไดโอด D226B เปิดอยู่ตามวงจรนี้และแทนที่จะใช้โหลดคุณใช้หลอดไฟ 100 W หลอดไฟดังกล่าวจะเผาไหม้เป็นเวลา 7-10 ปี วงจรนี้เรียกว่าวงจร “หลอดไฟนิรันดร์”

4. การรวมสื่อการศึกษาใหม่

นักเรียนร่างแผนภาพการยืดผมลงในสมุดบันทึก (สไลด์สาธิตหมายเลข 8) จากนั้น นักเรียนจะถูกขอให้ใช้คอมพิวเตอร์ของตนเองในโปรแกรม Elektronish Workbench เพื่อสร้างวงจรเหมือนกับวงจรบนสไลด์และรับแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขบนจอแสดงผลออสซิลโลสโคป หากต้องการทำให้กระแสกระเพื่อมเรียบขึ้น คุณสามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุขนานกับโหลด Rn และพิจารณาผลลัพธ์ของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว เปรียบเทียบผลลัพธ์

(นักเรียนอาจได้รับการทดสอบไดโอดเซมิคอนดักเตอร์)

5. ส่วนสุดท้าย.

ครูสรุปบทเรียน ตั้งชื่อคำถามหลักที่นักเรียนควรรู้ดี:

คำจำกัดความของไดโอด

อุปกรณ์ไดโอด

การเชื่อมต่อไดโอดกับวงจรไฟฟ้าถาวร

การเชื่อมต่อไดโอดกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

โครงการ "หลอดไฟนิรันดร์"

ครูประกาศเกรดสำหรับคำตอบแบบปากเปล่าและงานอิสระบนคอมพิวเตอร์

เซมิคอนดักเตอร์

เซมิคอนดักเตอร์– สารประเภทใหญ่ซึ่งมีความต้านทานแตกต่างกันอย่างมาก 10 -5 ถึง 10 10 โอห์ม ∙ ม.

เซมิคอนดักเตอร์มีคุณสมบัติเป็นสื่อกลางระหว่างโลหะและไดอิเล็กทริก คุณลักษณะของเซมิคอนดักเตอร์คืออะไรไม่ใช่ค่าของความต้านทาน แต่เป็นความจริงที่ว่ามันเปลี่ยนแปลงไปในช่วงกว้างภายใต้อิทธิพลของสภาวะภายนอก

สารกึ่งตัวนำได้แก่:

ก) องค์ประกอบของกลุ่ม III, IV, V และ VI ของตารางธาตุ เป็นต้น ศรี, จีอี, เช่น, ส, เต;

b) โลหะผสมของโลหะบางชนิด

c) ออกไซด์ (ออกไซด์ของโลหะ);

d) ซัลไฟด์ (สารประกอบซัลเฟอร์);

e) selenides (สารประกอบกับซีลีเนียม)

ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับ:

ก) อุณหภูมิ;

b) การส่องสว่าง;

c) การมีอยู่ของสิ่งสกปรก

ความต้านทานไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ก็ลดลงเช่นกันเมื่อถูกส่องสว่างด้วยแสง

1. การนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์

การนำไฟฟ้าด้วยตนเอง– ค่าการนำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำบริสุทธิ์ทางเคมี

ในสารกึ่งตัวนำทั่วไป (ซิลิคอนคริสตัล ศรี) อะตอมรวมกัน พันธะโควาเลนต์ (อะตอม)- ที่อุณหภูมิห้อง พลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมในผลึกเซมิคอนดักเตอร์จะเท่ากับ 0.04 อีวี- ซึ่งน้อยกว่าพลังงานที่ต้องใช้ในการกำจัดเวเลนซ์อิเล็กตรอนอย่างมาก เช่น ออกจากอะตอมของซิลิคอน ( 1.1 อีวี- อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการกระจายพลังงานความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอหรือจากอิทธิพลภายนอก อะตอมของซิลิคอนบางชนิดจึงถูกแตกตัวเป็นไอออน มีรูปร่าง ฟรี อิเล็กตรอนและสถานที่ว่างในพันธะโควาเลนต์ - ที่เรียกว่า หลุม- ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอก การเคลื่อนที่แบบสั่งของอิเล็กตรอนอิสระและการเคลื่อนที่แบบสั่งไปในทิศทางตรงกันข้ามของจำนวนรูเท่ากันจะเกิดขึ้น

การนำไฟฟ้าหรือ การนำไฟฟ้าn -พิมพ์(ตั้งแต่ lat. เชิงลบ– ลบ) – ความนำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำเนื่องจากอิเล็กตรอน

การนำไฟฟ้าของรูหรือ การนำไฟฟ้าพี -พิมพ์(จากภาษาละตินบวก - บวก) - ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากรู

ดังนั้น, การนำไฟฟ้าภายในเซมิคอนดักเตอร์เกิดจากการนำไฟฟ้าสองประเภทพร้อมกัน - อิเล็กทรอนิกส์และ รู.

2. การนำสิ่งเจือปนของเซมิคอนดักเตอร์

การนำสิ่งเจือปน– ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากการมีอยู่ของสิ่งเจือปน (สิ่งเจือปนคืออะตอมขององค์ประกอบแปลกปลอม)

การมีสิ่งเจือปนในเซมิคอนดักเตอร์จะเปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น เมื่อใส่โบรอนประมาณ 0.001 ที่% โบรอนเข้าไปในซิลิคอน ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นประมาณ 10 6 เท่า

โดยพื้นฐานแล้วอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์จะมีความจุที่แตกต่างกันไปจากความจุของอะตอมหลัก

สิ่งเจือปนของผู้บริจาค– สิ่งเจือปนที่มีวาเลนซีสูงกว่าส่งไปยังเซมิคอนดักเตอร์ การนำไฟฟ้า.

เซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิคอน) + ผู้บริจาค (สารหนู) = เซมิคอนดักเตอร์ n-พิมพ์.

ตัวรับสิ่งสกปรก- สิ่งเจือปนที่มีวาเลนซีต่ำกว่าส่งไปยังเซมิคอนดักเตอร์ การนำไฟฟ้าของรู.

เซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิคอน) + ตัวรับ (อินเดียม) = เซมิคอนดักเตอร์ ร-พิมพ์.

3. ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์และไตรโอด ใบสมัครของพวกเขา

หลักการทำงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับการใช้คุณสมบัติ พี- n-การเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยนผ่านของหลุมอิเล็กตรอน(หรือ พี - n -การเปลี่ยนแปลง) - ขอบเขตการสัมผัสระหว่างสารกึ่งตัวนำสองตัวที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน

การแพร่กระจายของอิเล็กตรอนและรูเกิดขึ้นทั่วส่วนต่อประสาน และเมื่อพวกมันมาบรรจบกัน พวกมันก็จะรวมตัวกันอีกครั้ง

ที่ส่วนต่อประสานในเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ไอออนบวกของสิ่งเจือปนของผู้บริจาคยังคงอยู่ และในเซมิคอนดักเตอร์แบบรู ไอออนลบของตัวรับจะเกิดขึ้น ที่เรียกว่า ชั้นกั้น(ไฟฟ้าสองชั้น) ซึ่งแรงดันไฟฟ้าดังกล่าว อี แซบกำกับจากเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ไปที่รูหนึ่ง พวกเขาสามารถทะลุผ่านชั้นสองชั้นนี้ได้ n- สารกึ่งตัวนำใน พี- เซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงเพียงพอสำหรับสิ่งนี้ สนามไฟฟ้าภายนอกที่ใช้กับเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่ไม่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับทิศทางของมัน อาจทำให้สนามของชั้นปิดกั้นอ่อนลงได้

ชั้นกั้นมีค่าการนำไฟฟ้าทางเดียว: ชั้นปิดกั้นยอมให้กระแสไหลผ่านในทิศทางตรงข้ามกับสนามของชั้นปิดกั้น และไม่อนุญาตให้กระแสไหลผ่านในทิศทางที่สอดคล้องกับสนามของชั้นปิดกั้น

ไดโอดสารกึ่งตัวนำ- มีอุปกรณ์อันหนึ่ง พี- n-การเปลี่ยนแปลง

ลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน– การพึ่งพาในปัจจุบัน ฉันจากแรงดันไฟฟ้า คุณนำไปใช้กับไดโอด

ไตรโอดสารกึ่งตัวนำ (หรือ ทรานซิสเตอร์)- อุปกรณ์ที่มีสองตัว พี- n-การเปลี่ยนแปลง

ทรานซิสเตอร์ (เช่น หลอดไตรโอด) ทำหน้าที่ขยายสัญญาณไฟฟ้าที่อ่อน

คำถามเพื่อความปลอดภัย

1. สารอะไรที่เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์?

2. เซมิคอนดักเตอร์แตกต่างจากตัวนำและไดอิเล็กทริกอย่างไร

3. ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับอะไร?

4. คุณสมบัติใดของเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในความร้อนและโฟโตรีซิสเตอร์?

5. กลไกการนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์คืออะไร?

6. อิเล็กตรอนอิสระและรูเกิดขึ้นได้อย่างไร?

7. กลไกของการนำสิ่งเจือปนในเซมิคอนดักเตอร์คืออะไร?

8. สิ่งเจือปนใดเรียกว่าผู้บริจาค และสิ่งใดเรียกว่าผู้ยอมรับ

9. จะอธิบายการนำทางเดียวได้อย่างไร พี- n-การเปลี่ยนแปลง?

10. คุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันคืออะไร พี- n-การเปลี่ยนแปลง? อธิบายการเกิดกระแสไปข้างหน้าและกระแสย้อนกลับ

11. ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ยอมให้กระแสไหลผ่านในทิศทางใด

12. ไตรโอดเซมิคอนดักเตอร์ (หรือทรานซิสเตอร์) คืออะไร?

คุณสมบัติทางกายภาพของเซมิคอนดักเตอร์ สารกึ่งตัวนำเป็นวัสดุที่มีตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างตัวนำและไดอิเล็กตริกในแง่ของค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ คุณสมบัติหลักของวัสดุเหล่านี้คือการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น นำกระแสไฟฟ้าได้ดี ได้แก่ โลหะ อิเล็กโทรไลต์ พลาสมา... ตัวนำที่ใช้มากที่สุด ได้แก่ Au, Ag, Cu, Al, Fe... นำกระแสไฟฟ้าได้ดี ได้แก่ โลหะ อิเล็กโทรไลต์ พลาสมา... ตัวนำที่ใช้มากที่สุด คือ Au, Ag, Cu, Al, Fe ... ในทางปฏิบัติแล้ว ห้ามนำกระแสไฟฟ้า ได้แก่ พลาสติก ยาง แก้ว เครื่องลายคราม ไม้แห้ง กระดาษ ... ในทางปฏิบัติ ห้ามนำกระแสไฟฟ้า ได้แก่ พลาสติก ยาง แก้ว เครื่องเคลือบดินเผาไม้แห้งกระดาษ ... พวกมันอยู่ตรงกลางในตำแหน่งการนำไฟฟ้าระหว่างตัวนำและไดอิเล็กทริก Si, Ge, Se, In, As ครอบครองตำแหน่งกลางในการนำไฟฟ้าระหว่างตัวนำและไดอิเล็กทริก Si, Ge, Se, In, As

คุณสมบัติทางกายภาพของเซมิคอนดักเตอร์ R (โอห์ม) t (0 C) R0R0 เซมิคอนดักเตอร์โลหะ ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ต่างจากตัวนำที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์จะลดลงเมื่อถูกความร้อน ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ สารกึ่งตัวนำมีคุณสมบัติเป็นไดอิเล็กทริก

กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำคือสารที่มีความต้านทานลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น สารกึ่งตัวนำ ได้แก่ ซิลิคอน เจอร์เมเนียม ซีลีเนียม เป็นต้น พันธะระหว่างอะตอมเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์คู่หรือโควาเลนต์ ที่อุณหภูมิต่ำ พันธะจะไม่แตก

ค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของเซมิคอนดักเตอร์ ภายใต้สภาวะปกติ (อุณหภูมิต่ำ) ไม่มีอนุภาคที่มีประจุอิสระในเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้น เซมิคอนดักเตอร์จึงไม่นำกระแสไฟฟ้า ศรี

“รู” เมื่อถูกความร้อน พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนจะออกจากวงโคจรเร็วที่สุด เมื่อพันธะระหว่างอิเล็กตรอนกับนิวเคลียสขาดไป พื้นที่ว่างจะปรากฏขึ้นในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม ในบริเวณนี้จะมีประจุบวกแบบมีเงื่อนไขเกิดขึ้น เรียกว่า "รู" ศรีโฮล + + อิเล็กตรอนอิสระ

การนำสิ่งเจือปนของเซมิคอนดักเตอร์ การเติมสารเจือปนลงในตัวนำบริสุทธิ์ในปริมาณมากช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าได้อย่างมีจุดประสงค์ ดังนั้น เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า สิ่งเจือปนจึงถูกใส่เข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ ซึ่งก็คือผู้บริจาคและตัวรับ ตัวรับสิ่งเจือปน ผู้บริจาค เซมิคอนดักเตอร์ชนิด p เซมิคอนดักเตอร์ชนิด p เซมิคอนดักเตอร์ชนิด n เซมิคอนดักเตอร์ชนิด n สารกึ่งตัวนำชนิด n

เซมิคอนดักเตอร์แบบรู (p-type) ใน + Si คำว่า "p-type" มาจากคำว่า "บวก" ซึ่งหมายถึงประจุบวกของตัวพาส่วนใหญ่ เซมิคอนดักเตอร์ประเภทนี้นอกเหนือจากฐานสิ่งเจือปนแล้วยังมีลักษณะเป็นรูของการนำไฟฟ้าอีกด้วย อะตอมจำนวนเล็กน้อยของธาตุไตรวาเลนต์ (เช่น อินเดียม) จะถูกเติมลงในเซมิคอนดักเตอร์แบบเตตระวาเลนต์ (เช่น ซิลิคอน) อะตอมที่ไม่บริสุทธิ์แต่ละอะตอมจะสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมซิลิคอนสามอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง เพื่อสร้างพันธะกับอะตอมซิลิคอนตัวที่ 4 อะตอมอินเดียมไม่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน ดังนั้นมันจึงจับเวเลนซ์อิเล็กตรอนจากพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซิลิคอนที่อยู่ใกล้เคียง และกลายเป็นไอออนที่มีประจุลบ ส่งผลให้เกิดหลุม สิ่งเจือปนที่เพิ่มเข้าไปในกรณีนี้เรียกว่าสารเจือปนที่เป็นตัวรับ

เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ (ชนิด n) As Si คำว่า "n-type" มาจากคำว่า "negative" ซึ่งหมายถึงประจุลบของพาหะส่วนใหญ่ เซมิคอนดักเตอร์ประเภทนี้มีลักษณะเป็นสารเจือปน สิ่งเจือปนของเซมิคอนดักเตอร์เพนตะวาเลนต์ (เช่น สารหนู) จะถูกเติมลงในเซมิคอนดักเตอร์แบบเตตระวาเลนต์ (เช่น ซิลิคอน) ในระหว่างการปฏิสัมพันธ์ แต่ละอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์จะเข้าสู่พันธะโควาเลนต์กับอะตอมของซิลิคอน อย่างไรก็ตาม ไม่มีที่ว่างสำหรับอิเล็กตรอนตัวที่ 5 ของอะตอมอาร์เซนิกในพันธะเวเลนซ์อิ่มตัว และมันจะไปที่เปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก ที่นั่นจะใช้พลังงานน้อยลงในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอม อิเล็กตรอนถูกแยกออกและกลายเป็นอิสระ ในกรณีนี้ การถ่ายโอนประจุจะดำเนินการโดยอิเล็กตรอน ไม่ใช่รู นั่นคือเซมิคอนดักเตอร์ประเภทนี้นำกระแสไฟฟ้าเหมือนกับโลหะ สิ่งเจือปนที่เติมลงในเซมิคอนดักเตอร์จนกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n เรียกว่าสิ่งเจือปนจากผู้บริจาค

สิ่งเจือปนของผู้บริจาคคือสิ่งเจือปนที่บริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มเติม สารกึ่งตัวนำที่มีสารเจือปนของผู้บริจาคจะมีสภาพนำไฟฟ้าและเรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n สิ่งเจือปนของตัวรับคือสิ่งเจือปนที่มีอิเล็กตรอนไม่เพียงพอที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์ที่สมบูรณ์กับอะตอมข้างเคียง เซมิคอนดักเตอร์ที่มีสิ่งเจือปนจากตัวรับจะมีรูนำไฟฟ้าและเรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p

ค่าการนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์ วาเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมข้างเคียงที่ถูกดึงดูดเข้ากับรูสามารถกระโดดเข้าไปได้ (รวมตัวกันใหม่) ในกรณีนี้ "รู" ใหม่จะถูกสร้างขึ้นในตำแหน่งเดิม ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ คริสตัลในทำนองเดียวกัน

ค่าการนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์ หากความแรงของสนามไฟฟ้าในตัวอย่างเป็นศูนย์ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาและ "รู" จะเกิดขึ้นแบบสุ่ม จึงไม่สร้างกระแสไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนและรูจะเริ่มการเคลื่อนที่ตามคำสั่ง (สวนทาง) ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าภายใต้สภาวะเหล่านี้เรียกว่าค่าการนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์ ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะทำให้เกิดการนำไฟฟ้า และการเคลื่อนที่ของรูจะทำให้เกิดการนำไฟฟ้าของรู

ไดโอด ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีทางแยกไฟฟ้า 1 จุดและขั้วต่อ 2 ขั้ว (อิเล็กโทรด) ต่างจากไดโอดประเภทอื่น หลักการทำงานของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์รอยต่อ pn ไดโอดถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดย John Flemming ในปี 1904

ประเภทและการใช้งานของไดโอด ไดโอดใช้ในการ: การแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง การตรวจจับสัญญาณไฟฟ้า การปกป้องอุปกรณ์ต่าง ๆ จากการสลับขั้วย้อนกลับ การสลับสัญญาณความถี่สูง ทำให้กระแสและแรงดันไฟฟ้าคงที่ ทรานซิสเตอร์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ โดยทั่วไปมี ขั้วต่อสามขั้วที่ช่วยให้สัญญาณอินพุตสามารถควบคุมกระแสในวงจรไฟฟ้าได้ โดยทั่วไปใช้เพื่อขยาย สร้าง และแปลงสัญญาณไฟฟ้า ในปี 1947 William Shockley, John Bardeen และ Walter Brattain ได้สร้างทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ตัวแรกที่ Bell Labs