Прибор для демонстрации механизма односторонней проводимости р- @ -перехода Советский патент 1992 года по МПК G09B23/06 

(21)4853035/12

(22)24.07,90

(46) 15.09.92. Бюл. Ms 34

(71)Кишиневский государственный медицинский институт им. Н.А.Тестемицану

(72)Д.С.Кройтор и Е.Д.Кройтор

(56)Авторское свидетельство СССР № 903946, кл. G 09 В 23/06, 1980.

(54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ МЕХАНИЗМА ОДНОСТОРОННЕЙ ПРОВОДИМОСТИ р-п-ПЕРЕХОДА

(57)Использование: учебно-наглядные пособия по физике проводников. Сущность изобретения: прибор содержит прозрачный

корпус, разделенный двумя горизонтальными перегородками на три секции. Дно корпуса и перегородки имеют направляющие, в которых установлены пластинчатые электроды. На внутренних боковых стенках корпуса расположены два торцевых электрода, подключенных к источнику высокого напряжения, Имитаторы дырок и электронов выполнены с металлическим покрытием и расположены попарно в каждой секции с возможностью перемещения по тарельчатым направляющим между торцевыми электродами. На передней стенке панели нанесена линия перехода. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям и может быть использовано при чтении лекций по физике полупроводников.

Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации.

На фиг, 1 представлено схематически вертикальное сечение прибора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Прибор содержит прямоугольный корпус 1 из органического стекла, установленный на основании 2. Параллельно дну корпуса установлены перегородки 3 и 4 тоже из оргстекла, делящие корпус на три секции. В дно секций на направляющих вмонтированы тонкие металлические пластинчатые электроды 5. Левые пластины электрически соединены с клеммой 6, а правые - с клеммой 7. На дне корпуса в секциях помещены по два шарика 8 от настольного тенниса с тонким металлическим покрытием, нанесенным химическим способом. Шарики, имитирующие дырки, покрыты медью, а имитаторы электронов - алюминием. И те и другие имеют возможность перемещаться вдоль соответствующих прорезей-направляющих между торцовыми электродами 9 и 10. На передней стенке прибора, выполненной из прозрачного органического стекла, нанесены соответствующие обозначения и линия металлургического р-п-перехода 11.

Прибор работает следующим образом.

шарики 8 размещают на направляющих дна и перегородок так, чтобы каждый из них был в контакте с соответствующей пластиной 5. Клеммы 6 и 7 соединяют непосредственно с соответствующим полюсом источника высокого напряжения (полярность указана на чертеже). Шарики, находящиеся в левой части прибора (полупроводник типа р), имитируют дырки, а в правой части (полупроводник типа п) - электроны. Электроды 9 и 10 подключают к полюсам источника высокого напряжения через переключатель. Если полярность этих электродов соответствует указанной на чертеже (к полупроводнику тисл

С

VI Os

ю

CJ

VI

па р + и типа п -, то под действием внешнего электрического поля шарики движутся между электродами 9 и 10, пересекая границу раздела - линию 11. Этот опыт демонстрирует, что под действием внешнего электрического поля, направленного от дырочного полупроводника к электронному, -новные носители заряда в каждом полупроводнике движутся к границе раздела и разрушают запирающий слой, обогащая его свободными носителями заряда (прямой ток).

После этого переключателем изменяют полярность электродов 9 и 10. При этом положительно заряженные шарики (имита- торы дырок) движутся к электроду 9, а отрицательно заряженные шарики (имитаторы электронов) движутся к электроду 10. И те и другие совершают колебательные движения между пластинками 5 и соответ- ствующим электродом. Этот опыт демонстрирует движение дырок в дырочном полупроводнике к отрицательному полюсу источника тока, а электронов в электронном полупроводнике- к положительному. В ре- зультате основные носители заряда удаляются от границы полупроводников, толщина запирающего слоя увеличивается и сопротивление его возрастает (обратный ток отсутствует). При необходимости опыты могут быть повторены.

Таким образом прибор позволяет ставить наглядные демонстрационные опыты, раскрывающие механизм односторонней

проходимости p-n-перехода, Его использование в учебном процессе способствует повышению качества обучения.

Формула изобретения

5

v

У///////////////////// Ш///ТТ/Л1П///1/////.

/

/It /III/141/11/IIIЛ irmilllllirillllllll

JliniUH/IUIHII.

А-А

в

///

/

77//////////////////

fO

фиг. 2