Образование электронно-дырочного перехода

Принципы работы полупроводниковых диодов и транзисторов связаны с тем, что в полупроводниках существует электропроводность двух видов. Так же, как и металлы, полупроводники обладают электронной электропроводностью, которая обусловлена перемещением электронов проводимости. При обычных рабочих температурах в полупроводниках всегда имеется электроны проводимости, которые очень слабо связаны с ядрами атомов и совершают беспорядочное тепловой движение между атомами кристаллической решетки. Эти электроны под действием разности потенциалов могут получить дополнительное движение в определенном направлении, которое и является электрическим током. Полупроводники обладают также дырочной электропроводимостью, которая не наблюдается в металлах. Отсутствие электрона в атоме полупроводника, т.е. наличие в атоме положительного заряда, назвали дыркой. Этим подчеркивают, что в атоме не хватает одного электрона, т.е. образовывалось свободное место. Дырки ведут как элементарные положительные заряды.

Для полупроводников характерен отрицательный температурный коэффициент электрического сопротивления. При возрастании температуры сопротивление полупроводников уменьшается, а не увеличивается, как у большинства твердых проводников. Кроме того, электрическое сопротивление полупроводников сильно зависит от количества примесей в полупроводников сильно зависит о таких внешних воздействий, как свет, электрическое поле, ионизирующее излучение и др.

Полупроводники представляют собой вещества, которые по своей удельной электрической проводимости занимают среднее место между проводниками и диэлектриками. В современных полупроводниковых приборах широко используется такие полупроводники, как германий, кремний, селен, арсенид галлия и др.

Виды проводимости

Рассмотрим процесс, который происходит в месте соприкоснове­ния полупроводника, обладающего электронной n-проводимостью, с полупроводником, обладающим р-проводимостью.

Такая пара полупроводников образует полупроводниковый диод. В нем часть поверхностных электронов из области n-проводимости проникает в поверхностный слой р-проводимости. Вследствие умень­шения количества электронов на границе контакта в полупровод­нике с n-проводимостью появится положительный заряд (рис.209). Поле образовавшегося положительного заряда отталкивает поло­жительные заряды (дырки) полупроводника с р-проводимостью, и они перемещаются от границы соприкосновения в глубь полупро­водника

Одновременно с переходом электронов из области n в область р часть положительных зарядов (дырок) по аналогии перейдет из полупроводника с р-проводимостью в полупроводник с n-проводимостью. Вследствие уменьшения количества положительных заря­дов на границе контакта в полупроводнике с р-проводимостью по­явится отрицательный электрический заряд. Поле этого заряда

будет отталкивать отрицательные заряды (электроны) полупровод­ника с n-проводимостью и они переместятся от границы соприкосно­вения в глубь проводника.

Дата добавления: 2015-05-07