Номер 18.18, страница 95 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 18. Полупроводники и полупроводниковые приборы - номер 18.18, страница 95.

Условие.

18.18. На каком свойстве полупроводников основано устройство полупроводниковых диодов?

Решение.

Решение

Устройство полупроводниковых диодов основано на свойстве односторонней проводимости электронно-дырочного перехода (p-n перехода). Этот переход создается на границе двух областей полупроводника с разными типами проводимости: p-типа (где основными носителями заряда являются положительно заряженные «дырки») и n-типа (где основные носители заряда – отрицательно заряженные электроны).

При образовании контакта между этими областями происходит диффузия основных носителей заряда через границу: электроны из n-области перемещаются в p-область, а дырки – из p-области в n-область. В результате этого процесса вблизи границы образуется так называемый запирающий слой (или обедненный слой), в котором практически отсутствуют свободные носители заряда. В этом слое возникает внутреннее электрическое поле, направленное от n-области к p-области, которое препятствует дальнейшей диффузии.

Свойство односторонней проводимости проявляется при подключении к p-n переходу внешнего источника напряжения:

Прямое включение. Если к p-области подключить положительный полюс источника, а к n-области – отрицательный, то внешнее электрическое поле ослабляет внутреннее поле запирающего слоя. В результате высота потенциального барьера уменьшается, и основные носители заряда (электроны и дырки) получают возможность свободно проходить через переход. Через диод начинает течь значительный электрический ток. В этом состоянии сопротивление диода очень мало.

Обратное включение. Если к p-области подключить отрицательный полюс, а к n-области – положительный, то внешнее поле усиливает внутреннее поле перехода. Потенциальный барьер возрастает, а запирающий слой расширяется. Это практически полностью блокирует движение основных носителей заряда через переход. Протекает лишь очень незначительный обратный ток, обусловленный движением неосновных носителей. В этом состоянии сопротивление диода очень велико.

Таким образом, p-n переход эффективно пропускает ток только в одном направлении (при прямом включении) и практически не пропускает в обратном, что и лежит в основе работы полупроводниковых диодов.

Ответ: Устройство полупроводниковых диодов основано на свойстве односторонней проводимости p-n перехода (электронно-дырочного перехода), которое заключается в том, что его электрическое сопротивление очень мало при протекании тока в одном (прямом) направлении и очень велико при протекании тока в противоположном (обратном) направлении.