При разрыве связи между атомами полупроводника образуется вакантное место с недостающим электроном, которое называют дыркой.
В дырке имеется избыточный положительный заряд по сравнению с остальными, неразорванными связями (см. рис. 16.6).
Положение дырки в кристалле не является неизменным. Непрерывно происходит следующий процесс. Один из электронов, обеспечивающих связь атомов, перескакивает на место образовавшейся дырки и восстанавливает здесь парноэлектронную связь, а там, откуда перескочил этот электрон, образуется новая дырка. Таким образом, дырка может перемещаться по всему кристаллу.
Электрический ток в чистом полупроводнике представляет упорядоченное движение электронов и дырок под действием электрического поля.
Примесная проводимость.
Донорные примеси.
Проводимость проводников, обусловленная внесением в их кристаллические решётки примесей (атомов посторонних химических элементов), называется примесной проводимостью.
Собственная проводимость полупроводников обычно невелика, так как мало число свободных электронов. Поэтому полупроводник вкрапляют в примеси в очень малом количестве (чтобы не изменить свойства самого полупроводника: один атом примеси на 10 000 000 атомов полупроводника).
|
|
Примеси, легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называют донорными (отдающими) примесями.
Свободные электроны перемещаются по полупроводнику подобно тому, как перемещаются свободные электроны в металле.
Полупроводники, имеющие донорные примеси и потому обладающие большим числом электронов (по сравнению с числом дырок), называются полупроводниками n- типа (от английского слова negative – отрицательный).
Электрический ток в полупроводниках n- типа представляет упорядоченное движение основных носителей электронов и неосновных носителей – дырок под действием электрического поля.
Акцепторные примеси.
Если в качестве примеси использовать химические элементы с валентностью, меньшей валентности полупроводника, то такие примеси называются акцепторными (дающими).
Примеси в полупроводнике, создающие дополнительную концентрацию дырок, называют акцепторными (принимающими) примесями.
При наличии электрического поля дырки перемещаются направленно, и возникает электрический ток, обусловленный дырочной проводимостью.
Полупроводники с преобладанием дырочной проводимости над электронной называют полупроводниками p -типа (от английского слова positive – положительный).
Электрический ток в полупроводнике p -типа представляет собой упорядоченное движение основных носителей – дырок и неосновных – электронов.
|
|
2. p–n -Переход.
Контакт двух полупроводников с разным типом проводимости называют p–n - или n–p -переходом.
Включим полупроводник с p–n -переходом в электрическую цепь так, чтобы потенциал полупроводника p -типа был положительным, а n -типа отрицательным.
Через переход пойдет ток, при этом он будет создан основными носителями – из области с n -типом проводимости в область с p -типом проводимости идут электроны, а из области: с p -типом в область с n -типом – дырки. В этом случае p–n -переход называется прямым.
Изменим теперь полярность подключения батареи. Теперь переход через контакт осуществляется неосновными носителями, число которых мало.
Сопротивление контактного слоя очень велико. Ток через p–n -переход не идет. Образуется так называемый запирающий слой, такой переход называется обратным.