|
|
Примесная проводимость полупроводникаСтр 1 из 11Следующая ⇒ В электронике часто применяются полупроводники, у которых часть атомов основного вещества замещена атомами другого вещества – примесью.
Введение в чистый полупроводник примесей называется легированием.
Легирование резко изменяет свойства полупроводника. Для легирования используются либо трехвалентные элементы: индий (In), бор (В), алюминий (Al); либо пятивалентные: фосфор (Р), сурьма (Sb), мышьяк (As), т.е. валентность примеси должна отличаться от валентности основного вещества на единицу. Донорная (электронная) проводимость Если к четырехвалентному чистому полупроводнику добавить пятивалентную примесь, то 4 валентных электрона атома примеси будут взаимодействовать с 4-мя валентными электронами атома чистого полупроводника, образуя четыре прочные ковалентные связи. Пятый валентный электрон атома примеси оказывается лишним – ему не хватает пары. Этот пятый электрон слабо связан с атомом, поэтому уже при комнатной температуре (получив тепловую энергию) легко отрывается от атома и становится свободным. Атом примеси при этом ионизируется – становится положительным ионом. При комнатной температуре все атомы примеси ионизированы. Образованные при ионизации в большом количестве свободные электроны добавляются к электронам собственной проводимости, в результате чего концентрация электронов в таком полупроводнике становится очень большой. Концентрация дырок в данном случае будет определяться только дырками собственной проводимости, т.е. будет мала. Пятивалентная примесь называется донорной (от слова «донор» - отдать) или электронной, т.к. основными носителями заряда (ОНЗ) в этом полупроводнике являются электроны. Дырки в этом полупроводнике будут являться неосновными носителями заряда (ННЗ). Полупроводник с электронной проводимостью называется донорным полупроводником или полупроводником n-типа (буква «n» - первая буква латинского слова negative – отрицательный). Акцепторная (дырочная) проводимость Введем в чистый полупроводник трехвалентную (акцепторную) примесь. При этом 3 валентных электрона атома примеси взаимодействуют с 3-мя валентными электронами атома чистого полупроводника, образуя три прочные ковалентные связи. Четвертая ковалентная связь оказывается неполной – для нее не хватает электрона примеси, а значит, на этом месте образуется дырка. Эта дырка может быть заполнена валентным электроном из соседней ковалентной связи, но тогда возникнет дырка в другом месте и т.д. Валентный электрон, заполнивший дырку, ионизирует атом примеси – возникает отрицательный ион. Как и в предыдущем случае, при комнатной температуре все атомы примеси ионизированы. Таким образом, в таком полупроводнике к собственным дыркам добавляются дырки, возникшие в большом количестве при ионизации, т.е. концентрация дырок будет очень велика. Концентрация электронов будет определяться только собственными электронами, т.е. будет мала. Проводимость в данном случае будет дырочной, а полупроводник – акцепторный или полупроводник p-типа (буква «p» - первая буква слова positive – положительный).
Токи в полупроводниках В полупроводнике электрический ток может быть вызван двумя причинами: · электрическим полем; · разностью концентраций носителей заряда. Дрейфовый ток Рассмотрим первую причину. Направленное движение носителей заряда (НЗ) под действием электрического поля называется дрейфовым током. Если к полупроводнику подключить источник постоянного напряжения, то под действием внешнего электрического поля электроны и дырки начнут перемещаться в противоположных направлениях (электроны будут двигаться к плюсовой клемме источника питания, т.е. в сторону, противоположную направлению поля, а дырки – к минусовой, т.е. по направлению поля) – возникнет дрейфовый ток.
IДР Е
UПИТ Е – напряженность электрического поля
  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
полупроводник
Ө 
