Примесная проводимость полупроводников

ЗАДАНИЕ

1. Сохраните документ

2. Посмотрите видеоролик

http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3Bvideo%2Fsearch%3Bvideo%3B%3B&text=&etext=8885.kt0g19xDR73DDdRfnUpyCFnATCN-h6A4O0_Q_I6b0_JEzk2a_uYpuyM-9OsquMREhfeI2BuZRoTXbLW1Yvo9Kg.6dce6d13957135078bb5c8b9bf421c80a8c49d2c&uuid=&state=EIW2pfxuI9g,&data=UlNrNmk5WktYejY4cHFySjRXSWhXTWRwNjROVUR3SGZhejdJb3FIR1IzTFU5S0FSTUVYUWN2NTVIY1NEYzlvUk8tVFBMR210MEpWUk1SdFgxcVUyV2VacTl0VGxZZ01fYlp2RERtTVVqYWlIQUtmQVhpb3Fad1NrMUFLYmN1Ny1MbDA0QjItS19Wa2FKY1RpVndZa3FlN2N3c0xsaGhHQ19yVUdIaTdQSjB5MkpyWi0tRnJxcWtxdGFhNTg3bzZzaFpNNk1lT25kSjNUMThadnI2elFIUmRUY0RFdW5aa18,&sign=dd8b940c6ebd204a547c298e75d2c747&keyno=0&b64e=2&l10n=ru

3. Прочитайте текст.

4. Дайте определение понятиям - письменно:

1) Рекомбинация

2) Собственная проводимость

3) Примесная проводимость

4) Электронная проводимость

5) Дырочная проводимость

6) Донорная примесь

7) Акцепторная примесь

8) Электронный ток проводимости.

9) Дырочный ток проводимости

10) Дырка

5. Как вы думаете, почему некоторые слова выделены одним цветом? Что их связывает? Напишите письменный ответ.

 

Физические основы работы полупроводниковых приборов.

Собственная проводимость полупроводников.

Все электроны заряжены отрицательно.

Атом   полупроводника электрически нейтрален. При нагревании полупроводников электроны внешнего уровня приобретают дополнительную энергию и вылетают со своего уровня, т.е. их атомы ионизируются. Освободившиеся электроны   под  действием внешнего электрического поля  могут перемещаться в кристалле, создавая упорядоченное движение электронов – электронный  ток проводимости.

Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов в кристаллической решетке приводит к образованию положительного иона. Это значит, что в валентной связи недостаёт одного электрона. То место в валентной связи, с которого ушел электрон, называется дыркой. «Дырка» заряжена положительно. При помещении кристалла в электрическое поле возникает упорядоченное движение «дырок» — дырочный ток проводимости.

Ион, потерявший электрон, может  снова нейтрализоваться, захватив электрон, который займёт «дырку» - место ушедшего электрона. Такой процесс называется рекомбинацией ( восстановлением ).

В идеально чистом  кристалле  полупроводника  ток создается  равным  количеством  электронов и «дырок». Такой тип проводимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводников увеличивается.

ПОСМОТРИТЕ видеоролик этого процесса – 3мин 30сек.

http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3Bvideo%2Fsearch%3Bvideo%3B%3B&text=&etext=8885.1C-jEtRBMOx4eunHrELOiNhp6cRYK8dzCR9dp7-R0oSzLcExQRoOLGjsyCXgMDWZBPQIb7tGFvpFvl5bxQQ-Vg.e128a86555f04f54f603ea06df8bbb0deafc374e&uuid=&state=EIW2pfxuI9g,&data=UlNrNmk5WktYejR0eWJFYk1LdmtxaE9HTmxnVlNlS29PMjR4UzBaZzA4dURRXzJ4bksyR1NaOUFnYzNsYXNJUjFlNjVxc1cxaVJWbnBXNGRYY2tPZ3g0NndpUzVXeDg5cWhzVVhfbzIxcHZIR2lTNWI0UFoxQSws&sign=8c5a797d57ea6c3bd47f8c3a69978dbc&keyno=0&b64e=2&l10n=ru 

Примесная проводимость полупроводников.

Примеси – это вещества, которые добавляют в базовое вещество (чистый полупроводник).

Примеси  оказывают большое влияние  на проводимость полупроводников. Примеси бывают донорные и акцепторные.

Донорнаяпримесь — это примесь вещества с большей, чем у кристалла полупроводника, валентностью. При внесении такой примеси атомы примеси замещают атомы исходного полупроводника в отдельных узлах кристаллической решетки. Четыре электрона каждого атома донорной примеси участвуют в ковалентной связи с соседними атомами исходного материала, а пятый («избыточный») электрон, не участвующий в ковалентной связи, оказывается значительно слабее связанным со своим атомом.

Этот лишний электрон может перемещаться более свободно. Поэтому у полупроводника с донорной проводимостью преобладает электронная проводимость, а полупроводник называют полупроводником n- типа (n egative - отрицательный). Например, для кремния Si с валентностью n = 4 донорной примесью является мышьяк As с валентностью  n = 5. Каждый атом примеси мышьяка приведет к образованию одного электрона проводимости.

Акцепторнаяпримесь — это примесь вещества с меньшей, чем у кристалла полупроводника, валентностью. Если  введение примеси направлено на повышение концентрации дырок, то в качестве примеси используют элементы III группы Периодической системы (индий, галлий, алюминий, бор), атомы которых имеют по три валентных электрона. При наличии такой примеси каждый ее атом образует только три заполненные ковалентные связи с соседними атомами исходного полупроводника в кристаллической решетке.

Четвертая связь остается незаполненной. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «дырок». Преобладает «дырочная» проводимость, а полупроводник называют полупроводником p- типа (p ositive - положительный). Например, для кремния Si акцепторной примесью является индий In с валентностью n = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки». Недостающий валентный электрон для заполнения связи принимается от одного из соседних атомов кристаллической решетки. Переход электрона приводит к образованию дырки в ковалентной связи соседнего атома, откуда ушел электрон, и превращению атома примеси в неподвижный отрицательный ион.

В результате за счет примеси меньшей валентности повышается концентрация дырок в полупроводнике.

Необходимая примесь вносится в количестве, при котором концентрация основных носителей заряда существенно (на два-три порядка) превышает концентрацию неосновных носителей заряда. В зависимости от концентрации введенной примеси удельная проводимость примесного полупроводника   возрастает по сравнению с чистым полупроводником в десятки и сотни тысяч раз.

Такой тип проводимости называют примесной проводимостью полупроводников.