Проводимость полупроводников

Известно, что полупроводники имеют кристаллическое строение с ковалентной связью между атомами (германий, кремний).

Для освобождения электрона из атома нужно затратить определенную энергию. При уходе электрона из атома появляется вакантное место, а, следовательно, возникает положительный заряд. При переходе электрона от одного атома к другому, это вакантное место появится у соседа и т.д. Это значит, что положительный заряд, так называемая дырка, в кристалле может перемещаться.

Незаполненная ковалентная связь с избыточным положи-тельным зарядом называется дыркой.

Под действием электрического поля дырки принимают направленное движение, то есть участвуют наряду со свободными электронами в образовании электрического тока. Число свободных электронов будет равно числу дырок. Процесс образования пары

электрон-дырка под действием тепловой энергии называется термогенерацией.

Процесс, обратный термогенерации, и состоящий в уничтожении пары электрон-дырка, называется рекомбинацией.

Таким образом, электрический ток в кристалле чистого полупроводника обусловлен движением двух носителей зарядов: электронов и дырок. Рассмотренный механизм движения зарядов присущ чистым кристал­лам. Такая проводимость называется собственной.

При введении в кристалл примесей можно добиться преобладания какого-либо типа носителей заряда. Если атомы примеси легче отдают электроны, чем атомы основного вещества, то кристалл будет обладать примесной электронной проводимостью (полупроводник n-типа). Такие примеси называются донорными, и к ним относятся элементы 5-ой группы (фосфор, сурьма).

Если атомы примеси склонны к захвату электрона, то у атомов кристалла освобождаются дырки (полупроводники р-типа). Такие примеси называются акцепторными. К ним относятся элементы 3-й группы (галлий, индий, алюминий).

В полупроводнике n-типа концентрация свободных электронов значительно выше концентрации дырок , а в полупроводнике р-типа - наоборот . Носители заряда, концентрация которых в полупроводнике преобладающая, называется основным и, а носители другого знака - неосновными.

Дата добавления: 2015-05-06