ЧАСТИНА 1:
МАТЕРІАЛИ
Підготовано та оформлено студенткою NYCU Поліною Сибірцевою
СЕРІЯ ЛЕКЦІЙ ДЛЯ УКРАЇНСЬКИХ ШКІЛ У СПІВПРАЦІ З BELIGHT ТА
НАЦІОНАЛЬНИМ УНІВЕРСИТЕТОМ ЯН МІН ЦЗЯО ДУН
ЛЕКЦІЇ ДЛЯ УЧНІВ СЕРЕДНЬОЇ ШКОЛИ
ОГЛЯД КУРСУ
Middle 1 - Матеріали Middle 2 - Пристрої Middle 3 - Процес
Advanced 1 - Матеріали і Процес Advanced 2 - Пристрої
Advanced 3 - Логічні елементи
ЩО ТАКЕ НАПІВПРОВІДНИКИ?
Саме завдяки напівпровідникам працюють телефони, комп’ютери та ігри. Вони допомагають керувати електричним струмом, тому без них сучасна техніка просто не працювала б.
ЩО ТАКЕ СТРУМ?
Електричний струм — це рух дуже маленьких частинок, які називаються електрони.
Якщо вони рухаються
струм струму можна
уявити
є, якщо ні немає. Це як
воду: якщо вона тече, значить є рух.
ЯК РУХАЮТЬСЯ ЕЛЕКТРОНИ?
Електрони можуть бути на різних рівнях.
На одному рівні вони не рухаються, на іншому — можуть рухатися. Щоб з’явився струм, електрон має перейти на рівень, де він може рухатися.
У різних матеріалів ця “відстань” різна:
у провідників — маленька, тому струм проходить легко у
велика, тому
— середня,
струм тому
не проходить у ми можемо це
ізоляторів — напівпровідників контролювати
ЯК РУХАЮТЬСЯ ЕЛЕКТРОНИ?
провідник
ізолятор
напівпровідник
Є РІЗНІ МАТЕРІАЛИ
Деякі добре пропускають струм, деякі — зовсім ні, а деякі можуть робити і так, і так. Тому всі матеріали ділять на три групи.
ЧОМУ ЦЕ ВАЖЛИВО?
Напівпровідники працюють як кнопка «вкл/вкл».
ОСНОВНИЙ МАТЕРІАЛ
Найважливіший матеріал для напівпровідників — це
кремній. Саме з нього роблять більшість мікрочіпів.
ЧОМУ САМЕ КРЕМНІЙ?
Кремній використовують тому, що його дуже багато на Землі. Він стабільний і зручний у використанні.
Чистий кремній сам по собі не проводить струм. Його електрони “зайняті” і не можуть рухатися.
Щоб це змінити, використовують допінг. Це процес, коли до кремнію додають трохи інших елементів.
чистий кремній
кремній з допінгом
ЯК ПРАЦЮЄ ІДЕЯ ДОПІНГУ
Це процес, коли до кремнію додають дуже маленьку кількість інших елементів.
Це можна уявити як рецепт.
Є основа — кремній, і ми додаємо інший елемент. Після цього матеріал починає поводитися по-іншому.
Існує два основні типи допінгу: N-тип і P-тип.
N-ТИП
Якщо додати, наприклад, фосфор, з’являється зайвий електрон.
Він може вільно рухатися. А рух електронів — це струм.
ось це наш струм
P-ТИП
ось це наш струм
Якщо додати інший елемент, наприклад бор, виникає “дірка”. Це місце, де не вистачає електрона. Інші електрони рухаються,
щоб її заповнити.
Так теж виникає струм.
ІНШІ МАТЕРІАЛИ
Крім кремнію, існують і інші напівпровідники.
Наприклад, германій — але він менш стабільний.
Також є арсенід галію — його використовують для дуже швидких
технологій і світла, наприклад у лазерах.
НАПРИКЛАД!
Де кремній застосовується в мікрочіпах, які керують роботою машини.
У деяких частинах використовують інші матеріали
наприклад, той самий арсенід галію.
ЧОМУ ЦЕ ВСЕ ВАЖЛИВО?
У напівпровідниках ми можемо контролювати рух електронів. Саме тому вони такі важливі для всієї електроніки.
Матеріал визначає, як поводяться електрони. Електрони визначають струм.
Струм визначає, як працює пристрій.
ГРА “ЗБЕРИ МАТЕРІАЛИ”
Збирай матеріали, використовуючи Rabboni!
nyc
U
NATIONAL
YANG MING CHIAO TUNG
UNIVERSITY
•
•
' I
- -
-
•
+
•
.0.S1KYIO 3A YBArY