Сравнительная характеристика диэлектриков, проводников и полупроводников

а-диэлектрик, б-полупроводник, в-проводник. Валентные электроны заполняют самую низкую зону – валентную (В). Электроны в ней связаны и не могут перемещаться. Следующая разрешенная зона с более высокой энергией называется зоной проводимости (П). Энергия электрона в этой зоне такова, что он разрывает валентные связи и становится свободным. Именно такие электроны и участвуют в создании тока. Между валлентной зоной и зоной проводимости находится запрещенная зона (З). Она определяет значения энегргии, которыми электроны не могут обладать в данной кристаллической структуре. В диэлектриках запрещенная зона очень широкая => чтобы электрону перейти из валентной зоны в зону проводимости, ему надо сообщить очень большую энергию, т.е. нагревать диэлектрик. Но чтобы электронов перешло много, диэлектрик надо нагрель до такой температуры, что он расплаавится. Поэтому при комнатной температуре диэлектрики практически не проводят ток. В металлах валентная зона частично перекрывается зоной проводимости. Поэтому зона проводимости всегда частично заполнена своюодными электронами. Такое расположение зон в проводниках позволяет им очень хорошо проводить ток, даже при температурах близких к абсолютному нулю. Полуроводник отличается от диэлектрика тем, что ширина его запрещенной зоны намного меньше, чем в диэлектрике. Но при повышении температуры часть электронов может легко перейти в зону проводимости, что позволянт образцу проводить электрический ток.

77.Строение полупроводников.Зависимость проводимости полупроводников от температуры и освещенности.   

Обычно к полупроводникам относят кристаллы, в которых для освобождения электронов требуется энергия не более 1,5 – 2 эВ. Типичные полупроводники – кремний, германий. При наложении электрического поля в электроны в зоне проводимости переходят на более высокие уровни, а электроны из валентной зоны переходят на освободившиеся места. В валентной зоне оказываются пустые места, которые называют дырками. Число дырок = числу электронов. Освобожденные электроны создают электронный ток проводимости. Дырки создают дырочный ток проводимости. При комнатной температуре концентрация электронов в полкпроводнике много меньше, чем в проводнике => их удельное сопротивление больше. При понижении температуры удельное сопротивление увеличивается, а при повышении – уменьшается. В проводниках наоборот. При увеличении освещенности удельное сопротивление полупроводника уменьшается. Это означает, что энергия, необходимая для освобождения электронов, передается им светом, падающим на кристалл.