Лекция по физике &quot;Полупроводники&quot;

Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы

Полупроводники – это вещества, занимающие по своим электропроводным свойствам промежуточное положение между проводниками и диэлектриками (сурьма, кремний, германий, индий, сера и т. д.).

В полупроводниках имеются носители заряда двух типов – электроны (-) и дырки (+).

Рассмотрим это на примере кремния.

Кремний – четырёхвалентный элемент. Это означает, что во внешней оболочке атома имеется четыре электрона, сравнительно слабо связанных с ядром. При нагревании кремния их кинетическая энергия повышается и электроны становятся свободными. Они перемещаются, образуя электрический ток.

При разрыве связи электрона с ядром образуется место с недостающим электроном. Его называют дыркой. Дырки ведут себя как частицы с положительным зарядом.

Проводимость чистых полупроводников называется собственной. Собственная проводимость полупроводников обычно невелика. Она включает в себя электронную и дырочную проводимости.

Электронной называют проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов.

Дырочной называют проводимость полупроводников, обусловленную дырками.

В полупроводниках при наличии примесей наряду с собственной проводимостью возникает дополнительная – примесная проводимость.

· Примеси, поставляющие в полупроводник электроны, называются донорными.

Полупроводники n – типа (атомы мышьяка).

Основные носители: электроны; неосновные носители: дырки.

· Примеси, создающие дырки, называются акцепторными.

Полупроводники p – типа (атомы индия).

Основные носители: дырки; неосновные носители: электроны.

Контакт двух полупроводников называют p–n- переход.

p–n- переход может быть прямой (ток осуществляется основными носителями) и обратный (ток осуществляется неосновными носителями).

Применение полупроводников совершило переворот во многих отраслях народного хозяйства: электронике, космонавтике, радиотехнике (полупроводниковый диод, транзистор) и др. Полупроводники используются в термисторах, фоторезисторах, фотоэлементах.