Собственные и примесные проводимости

Собственная электропровод­ность

Собственные полу­проводники - полупроводники, в которых не содержаться примеси.

Собственная электропроводность -электропроводность собственного полу­проводника, возникающая за счет нарушения ковалентных связей при энергетическом воздействии (например: повышение температуры)

а) Кристаллическая решетка собственного полупроводника:	б) Энергетические зоны собственного полупро­водника:
Энергетическое (тепловое) воздействие вызывает разрыв ковалентных связей и образование собственной электропроводности (пар «электрон— дырка».	(1) Собственная электропроводность -электропроводность, вызванная генерацией пар «электрон проводимости — дырка проводимости». (2) Процесс воссоединения электрона и дырки называется ре­комбинацией

При температуре 0 К в таком полупроводнике свободных носителей заряда нет. Однако с повышением температуры (или при другом энергетическом воздействии, например освещении) часть ковалентных связей может быть разорвана и валентные электро­ны, став свободными, могут уйти от своего атома. Потеря электрона превращает атом в положительный ион. В связях на том месте, где раньше был электрон, появляется свободное («вакантное») место - дырка. Заряд дырки положительный и по абсолютному зна­чению равен заряду электрона.

Свободное место - дырку - может заполнить валентный электрон соседнего атома, на месте которого в ковалентной связи образуется новая дырка, и т. д. Таким образом, одновременно с перемещением валентных электронов будут перемещаться и дырки. При этом следует иметь в виду, что в кристаллической решетке атомы «жестко» закреплены в узлах. Уход электрона из атома приводит к ионизации, а последующее перемещение дырки означает поочередную ионизацию «неподвижных» атомов. Если электрическое поле отсутствует, электроны проводимости совершают хаотическое тепловое движение.

Если полупроводник поместить во внешнее электрическое поле, то электроны и дырки, продолжая участвовать в хаотическом тепловом движении, начнут перемещаться (дрейфовать) под действием поля, что и создаст электрический ток. При этом электроны перемещаются против направления электрического поля, а дырки, как положительные заря­ды,— по направлению поля.

Примесная электропроводность.

Примесные полу­проводники - полупроводники, в которых содержаться примеси.

Примесные электропроводность -электропроводность полу­проводника обусловленная наличием примеси.

Существую 2 типа примесной электропроводимости:

- электронная при преобладании свободных электронов;

(элементы V группы таблицы Д. И. Менделеева (As мышьяк, Sb сурьма, P фосфор) создают электронную электропроводность и называются донорами)

- дырочная при преобладании дырок.

(элементы III группы таблицы Д. И. Менделеева (In индий, B бор, Ga галиий, Al алюминий) создают дырочную электропроводность и называются акцепторами)

Полупроводники, в которых преобладает дырочная электропроводность называются полупроводниками p-типа –(p-positiv).

Полупроводники, в которых преобладает электронная электропроводность – n- типа (negativ).

а) Кристаллическая решетка полупроводникаn- типа с донорной примесью

б) Энергетические зоны полупро­водника n- типа с донорной примесью

В чистый четырехвалентный германий вводится примесь пятивалентного мышьяка, преобладает электронная электропроводность  

Энергетический барьер меньше, чем у свободного полупроводника  

Основное значение для работы полупроводниковых приборов имеет электронно-дырочный переход, который для краткости называют р‑n‑ переходом.

Дата добавления: 2014-01-07