Электрический ток в полупроводниках

К полупроводникам относятся материалы, сопротивление которых с ростом температуры понижается, а при понижении температуры – возрастает.

Кремний является одним из наиболее широко применяемых полупроводниковых элементов. На внешней оболочке атома кремния находится четыре валентных электрона, которые образуют с соседними атомами ковалентные связи (рис. 52).

Рис. 52 Рис. 53

При повышении температуры ковалентная связь может быть разрушена и в кристаллической решетке появятся свободные электроны. Это приведет к электронной проводимости. Если в электрически нейтральном полупроводнике один из электронов оставляет свое место и переходит в другое, то в оставленном им месте возникает избыток положительного заряда или «дырка», которая ведет себя как положительный заряд, равный по величине заряду электрона. «Дырки» создают дырочную проводимость.

Рассмотренные процессы движения электронов и дырок создают собственную проводимость химически чистого кремния.

Введение в полупроводник примесей сильно влияет на его электрические свойства. Рассмотрим решетку кремния, в которой один атом замещен пятивалентным атомом мышьяка As (рис. 53). Четыре электрона примесного атома будут связаны с соседними атомами кремния, а пятый электрон окажется «лишним». Он создает в полупроводнике электронную примесную проводимость (проводимость n – типа).

Рис. 54

Предположим теперь, что в решетку кремния ввели примесный атом с тремя валентными электронами, например In (индий). Такой атом создает только три связи с соседними атомами. На месте недостающего электрона появится «дырка» (рис. 54). Введение индия приведет к дырочной примесной проводимости (проводимость p – типа).

Дата добавления: 2014-11-07