Собственный полупроводник

Зонная теория.

Строение атома.

Соответствии с электронной теорией все вещества состоят из мельчайших частиц, которые в свою очередь состоят из мелких частиц: электронов, протоны (имеют заряд +), нейтроны (имеют заряд -). Они располагаются в ядре атома, поэтому ядро имеет положительный заряд. Электроны вращаются на энергетических орбитах.

Атом электрически нейтрален. В нормальном состоянии количество протонов, нейтронов, электронов соответствует порядковому номеру.

При сообщении энергии электроны отрываются где становятся свободными. При этом электрическая нейтральность атомов разрушается. Свободные электроны движутся хаотично, то есть с разной скоростью.

Каждой орбите соответствуют зоны, которые бывают разрешенные и запрещенные.

Запрещенные зоны – это зоны энергии, которой электроны не могут обладать. А которой могут разрешенные.

С точки зрения зонной теории все вещества делятся на: металлы, диэлектрики, полупроводники.

Металлы – это вещества, у которых ширина запрещенной зоны до 0,5 ЭВ, (рисунок б)

W,ЭВ

З.П.

З.З. до 0,5 ЭВ

В.З.

(Рисунок б)

Ширина в запрещенной зоне очень маленькая, а в не которых и во все отсутствует. Этим и объясняется высокая электропроводимость металлов.

Полупроводники – это вещества, у которой ширина запрещенной зоны от 0,5 до 3 ЭВ, (рисунок в)

W,ЭВ

З.П.

З.З. от 0,5 до ЭВ

В.З.

(рисунок в)

Полупроводники в особых условиях могут не проводить электрический ток. Эта область пониженных температур, поэтому полупроводниковые приборы, сделанные из германия, работают в диапазоне: от -60⁰С до +90⁰С, из кремния от -60⁰С до +150⁰С.

Диэлектрики – это вещества у которых ширина запрещенной зоны свыше 3 ЭВ,(рисунок г)

З.П.

З.З. свыше 3 ЭВ

В.З.

(рисунок Г)

Основная задача диэлектрика не проводить электрический ток, но в особых условиях диэлектрики проводят электрический ток. Эта область повышенных температур и превышение допустимого напряжения.

Собственный полупроводник – это полупроводник с идеальной кристаллической структурой. Кристаллическую структуру принято изображать в виде плоской кристаллической решетки.

При сообщении дополнительной энергии электрон с какой-то связи отрывается и уходит в зону проводимости. На том месте, откуда ушел электрон образуется дырка.

Дырка – это положительный заряд равный заряду электрона. Процесс образования пара: электрон – дырка называется генерацией. Он происходит при сообщении дополнительной энергии. Обратный процесс, то есть процесс исчезновения электрон – дырка с выделением энергии в виде тепла или света называется рекомбинацией. Собственных полупроводников в природе не существует.

Дата добавления: 2015-05-26