Подвижность электронов и дырок зависит от их концентрации в полупроводнике (см. рисунок)

Подвижность электронов и дырок зависит от их концентрации в полупроводнике (см. рисунок). В диэлектриках и полупроводниках, зонная структура такова, что существует запрещенная зона определенной ширины. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. При этом в полупроводниках ширина зоны составляет примерно от доли электрон-вольта до 3 электрон-вольт, в диэлектриках ширина зоны составляет примерно от 3 электрон-вольт до 10 электрон-вольт.

Особыми свойствами, отличающими их как от металлов, так и от изоляторов, обладают полупроводники. При низких температурах их электрическое сопротивление весьма велико и в этих условиях они проявляют свойства изоляторов. Однако при нагревании или при освещении электрическая проводимость полупроводников резко возрастает и может достигать величин, сравнимых с проводимостью металлов.

Легирующие примеси вводят для управления величиной и типом проводимости полупроводника

Таким образом, электрическая проводимость полупроводника, содержащего донорную примесь, будет электронной (отрицательной). Электрическая проводимость полупроводников, фотоэлектрические, термоэлектрические и другие свойств.5 сильно зависят от типа и разупо-рядоченности решетки.

Анализ выражений (1.20-1.23) проведем с учетом природы и поведения носителей заряда в различных средах. Поэтому при образовании из атомов собственно материала металла эти электроны от разных атомов как бы обобществляются и могут свободно передвигаться по всему объему металла.

При всех способах в диэлектрике появляются, в основном, электроны и ионы. Оценку концентрации носителей заряда можно сделать из общих энергетических соображений. В равновесии количество носителей не меняется со временем, объединяя (1.23) и (1.24) получим окончательное выражение для концентрации свободных электронов.

Полупроводники.Для полупроводников с малой шириной запрещенной зоны существенный вклад в электропроводность может дать термоионизация молекул вещества. Если уровни не заняты, и энергетически близки к валентной зоне, то электроны могут выйти из валентной зоны и осесть на этих уровнях.

Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка).

Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.

Прежде всего, следует сказать, что физические свойства полупроводников наиболее изучены по сравнению с металлами и диэлектриками

В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия). Полупроводниковый диод состоит из двух типов полупроводников — дырочного и электронного. Вследствие этого возникает электрическое поле между двумя областями, что устанавливает предел деления полупроводников — так называемый p-n переход.

Для получения монокристаллов полупроводников используют различные методы физического и химического осаждения

Такие полупроводники относят к /г-типу, илн к негативным (от лат. negativus — отрицательный). Для электро- и радиопромышленности необходимы материалы, обладающие дефектами заданного свойства и заданных концентраций. В первую очередь необходимо выяснить механизмы появления и исчезновения зарядов.

Согласно квантовой модели атома, электрон может находиться только на определенных орбитах, которым соответствуют определенные, квантованные уровни энергии. На каждом уровне может находиться только один электрон. Это второй уровень ионизации. Дело в том, что согласно законам квантовой физики, в принципе не может быть двух одинаковых уровней. Когда образуется кристалл — будет из каждого уровня образована зона. В принципе в зоне уровни практически сливаются и можно говорить о сплошном спектре.

Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. Во время разрыва связи между электроном и ядром появляется свободное место в электронной оболочке атома. Это обуславливает переход электрона с другого атома на атом со свободным местом. При этом электрическая проводимость полупроводника повышается. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».

Что еще посмотреть: