2015-10-22
371
При наличии примесей электропроводность полупроводников сильно изменяется. Например, миллионные доли мышьяка могут привести к увеличению проводимости германия при комнатной температуре в 1000 раз. Такое влияние примесей объясняется представлениями о строении полупроводников. Рассмотрим 
для примера примесные атомы 5-валентного мышьяка в решетке 4-валентного германия (Рис. 19.2). "Лишний" пятый электрон фосфора легко отрывается от атома вследствие либо "теплового возбуждения, либо слабого внешнего поля, образуя свободный электрон проводимости. Образование же дырки не происходит. Подобные примеси, вызывающие появление электронов проводимости, называют донорными примесями, а соответствующую проводимость полупроводников - электронной или проводимостью n - типа (negative- отрицательный).
Если примесный атом имеет валентность на единицу меньшую, чем атомы кристаллической решетки, тo недостающий электрон будет захвачен из соседних мест кристалла, в соответствующем месте образуется дырка, а атом примеси превратится в отрицательный ион. Например, 3- валентный атом бора в 4 -валентной решетке кремния (рис.19.3). В этом случае электрический ток будет обусловлен движением дырок, а не электронов. Такие примеси, вызывающие появление дырок, называют акцепторными примесями, а проводимость полупроводников -проводимостью р-типа - дырочной (positiv - положительный).
Носители заряда, представленные в большинстве, называются основными. 
Если же концентрации электронов и дырок сравнимы, то проводимость называют смешанной.
В этом случае плотность тока определяют по формуле
где nе, nр - концентрации электронов и дырок, Vе,Vр - их дрейфовые скорости. Как правило, скорость дрейфа носителей тока обычно пропорциональна напряженности поля, и ее выражают формулой
V=UE, (I9.2)
где Е - напряженность электрического поля, U - подвижность частицы или средняя скорость движения под действием поля с напряженностью, равной единице.
Поэтому для плотности тока в полупроводнике имеем
(19.5)
Этa формула есть закон Ома для полупроводника.
