WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Використання напівпровідників та Електричний струм в напівпровідниках - Реферат

Використання напівпровідників та Електричний струм в напівпровідниках - Реферат


РЕФЕРАТ
З фізики
На тему:
Використання напівпровідників та Електричний струм в напівпровідниках "
Електричний струм в напівпровідниках
Тема: Електричний струм в напівпровідниках.
Питання: 1. Порівняльна характеристика провідників, діелектриків та напівпровідників.
2. Залежність провідності речовин від температури, наявності домішок та освітленості.
3. Власна і домішкова провідність напівпровідників.
1. Електропровідність речовин характеризується наявністю великої кількості вільних зарядів та їх рухливістю.
В провідниках є величезна кількість вільних зарядів немає, які мають хорошу рухливість.
В діелектриках немає (майже) вільних зарядів.
В напівпровідниках при звичайних умовах вільних зарядів, а при нагріванні, опроміненні, наявності домішок з'являється велика кількість вільних зарядів і вони стають провідниками. До них належать елементи IV групи таблиці Мєндєлєєва германій, кремній, селен, а також сполуки з елементів ІІІ групи і елементами V групи і ряд інших.
мал. 21.1 Метали Напівпровідники Діелектрики
2. Провідність речовин залежить від температури наявності домішок та освітленості, так як ці фактори впливають на кількість вільних зарядів та їх рухливість.
При нагріванні провідників І роду кількість вільних зарядів практично не міняється, а їх рухливість погіршується, що приводить до погіршення провідності. Наявність домішок також погіршує провідність. Освітленість практично впливає на провідність.
При нагріванні діелектриків появляється незначна кількість вільних зарядів, тому провідність трохи покращується. При сильнішому нагріванні діелектрик швидше руйнується (плавиться, горить) ніж в ньому появиться достатньо велика кількість вільних зарядів. Наявність домішок також незначно покращує провідність. Освітленість майже не міняє.
В напівпровідниках нагрівання, опромінення і наявність домішок різко збільшує кількість вільних зарядів і тому провідність значно покращується.
3. Розрізняють власну і домішкову провідність напівпровідників.
Якщо напівпровідник нагріти або опромінити, то електрони почнуть відриватись від своїх атомів, а на їх місці виникне дірка (фактично позитивний іон), якій приписують позитивний заряд. Таким чином в напівпровіднику відбувається генерація (утворення) пар зарядів "електрон - дірка", яких є однакова кількість.
Провідність, створена власними носіями заряду, називається власною. Якщо електрон попадає в дірку, то відбувається рекомбінація, тобто зникнення пари зарядів.
мал. 21.2
Якщо в напівпровідник германій добавити елемент V групи таблиці Мєндєлєєва миш'як, то чотирма своїми електронами він зв'яжеться з чотирма атомами германію, а п'ятий електрон лишившись без зв'язку відірветься і стане вільним. Тобто носіями заряду будуть негативні вільні електрони. Такий напівпровідник називається п-типу (від слова негатив), а домішки - донорними.
Якщо в напівпровідник германій добавити елемент ІІІ групи, наприклад індій, то трьома своїми електронами він зв'язується з трьома атомами германію, а для зв'язку з четвертим атомом позичає електрон у якогось атома германія. На тому місці лишається позитивна дірка.
Такий напівпровідник називається р-типу (від слова позитив), а домішки акцепторними.
Провідність створена зарядами домішок називається домішковою.
Виробництво конструкційних матеріалів
Чорна та кольорова металургія, хімія, целюлозно-паперова, керамічна та цементна промисловість утворюють єдину систему в світовому господарстві. Вони переробляють мінеральну сировину в конструкційні матеріали. Розвиток науки та зростання потреб економіки в матеріалах високої якості сприяли як удосконаленню традиційних матеріалів і способів їх виробництва, так і створенню принципово нових їх видів (пластмас, хімічних волокон, каучуків) та різноманітних композит них матеріалів (вуглепласти, металопласти, кераміко-металічні сполуки та ін.).
На чорні метали припадає 70-75 % обсягів конструкційних матеріалів, на пластмаси - 15 %. Важлива роль належить алюмінію. Все більшого значення набувають композитні матеріали, які особливо активно використовуються ; авіакосмічній та автомобільній промисловості, а також силікатні матеріали так званої тонкої кераміки, без якої неможливий розвиток електронної промисловості.
Металургія - основний виробник конструкційних матеріалів. Розрізняють чор-ну та кольорову металургію. Зростає значення порошкової металургії й виробництв, композитних матеріалів. Галузь споживає велику кількість сировини, матеріалів та енергії, є одним із найбільших забруднювачів навколишнього середовища.
Особливостями розвитку і розміщення чорної металургії в другій половині XX ст. є послаблення її орієнтації на місцеву паливну та сировинну базу.. У минулому металургійні заводи будувались біля вугільних басейни (Рур, Пітсбург, Донбас, Кузбас, Сілезія) або біля залізорудних баз (Лотарингія-Кривий Ріг, Урал). Ця тенденція зберігається й нині під час освоєння нових мета лургійних баз (наприклад, розміщення металургійних заводів Індії, Бразилії, Китаю), але все більше заводів виникає на шляхах перевезення руд та палива або rf поблизу основних ринків збуту металу (металургія Японії, Республіки Корея. Італії, нові заводи ФРН, Франції, Росії тощо). До того ж, у світі накопичилися великі запаси металу в машинах, будовах, на транспорті, що є значною базою вторинних ресурсів (металобрухт), на який уже в усьому світі припадає 1/3, а в окремих країнах більша частина металургійної сировини, що використовується у виробництві. Це дає змогу підвищити частку металобрухту в доменному та сталеплавильному виробництві заводів або створювати мережу невеликих заводів, які виплавляють метал, використовуючи тільки вторинні ресурси.
Розвиток чорної металургії за останні два десятиліття уповільнився, що пояснюється зниженням металомісткості сучасного промислового виробництва, зростанням затрат на технічне оновлення виробництва, загостренням конкурентної боротьби на ринку металів та заміною металів пластмасами. В 1994 році в світі було ви. роблено 726 млн тонн сталі, 510 млн тонн чавуну, видобуто 531 млн тонн залізної руди (в перерахунку на вміст металу), що не набагато перевищувало показники 70-х років. Характерною рисою залишається висока концентрація виробництва: так у перших 12 країнах зосереджено 3/4 світового виробництва сталі. Водночас набирає потужність чорна металургія країн, що розвиваються, та країн нової індустріалізації: у цій галузі Бразилія й Індія входять до провідних країн світу, зросло виробництво чорних металів в Республіці Корея, Тайвані, Туреччині, Мексиці. Кольорова металургія світу в 1994 році виробила близько 45 млн тонн різних металів, в тому числі 19,2 млн тонн алюмінію. Традиційно в цій галузі розрізняють виробництво важких (мідь, свинець, цинк, олово, нікель), легких (алюміній, титан, магній), малих (ртуть, кадмій, сурма, кобальт), легуючих (вольфрам, ванадій, хром, молібден), благородних (золото,срібло, платина), рідких і рідкоземельних (індій, германій) металів. Специфіка роботи галузі полягає в тому, що, з одного боку, постійно зростає попит на її продукцію - всі галузі широко використовують алюміній, в авіакосмічній промисловості зростає попит на титан, в атомній - на цирконій та гафній, в радіоелектроніці - на германій, індій, кобальт, талій, тантал, не кажучи вже про золото і срібло; з другого - перед виробниками гостро постають енергосировинні, екологічні та фінансові проблеми. Більшість промислове розвинутих країн бідні на руди кольорових металів. Значні сировинні бази мають тільки США, Росія, Китай, якоюсь мірою до них можна долучити Австралію та Канаду. Інші розвинуті країни переважно використовують довізні концентрати або металобрухт кольорових металів. Наведемо, як приклад, особливості територіальної організації алюмінієвої промисловості. Тут склалися дві технологічні ланки: виробництво глинозему, яке знаходиться в країнах, що видобувають боксити, та електромістке виробництво алюмінію, яке зосереджене переважно в економічно розвинутих країнах біля великих електростанцій. Хімічна промисловість - найбільш динамічна галузь системи виробництва конструкційних матеріалів. Всі провідні країни світу інтенсивно розвивають виробництво в цій галузі. Особливо помітне місце займають США (близько 1/5 світового виробництва), Японія, Росія, ФРН (по 1/10), а також Китай, Великобританія, Франція, Італія, Україна. Хімічна промисловість - найбільш складна за структурою галузь. Тут розрізняються підгалузі: виробництво напівпродуктів (основна хімія, хімія ор-ганічного синтезу);
Loading...

 
 

Цікаве