Електрична провідність напівпровідників

У напівпровідниках власна провідність є електронно -доречний. Даний вид провідності дуже слабкий. Число вільних електронів утворилися при кімнатній температурі, наприклад, в Німеччині становить всього одну десятимільярдний від загального числа атомів. Тому на практиці частіше використовують напівпровідники, в яких додані різні домішки.

Основним плюсом цього способу є те, що за наявності домішок до власної провідності провідника додається ще домішкова провідність. Залежно від типу домішки, ця провідність може бути або електронною, або доречний. Розглянемо більш докладно домішкову провідність.

Розглянемо наступну модель. Нехай є кристал кремнію. Кремній є чотирьохвалентним елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є чотири електрона, які слабо пов’язані з ядром атома. З кожним по сусідству знаходиться ще чотири атома. Атоми між собою взаємодіють і утворюють ковалентні зв’язки. Від кожного атома в такого зв’язку бере участь один електрон.

донорная домішка
Помістимо нього домішка з миш’яку. Миш’як є пятивалентного елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є п’ять електронів. Чотири з них, будуть брати участь в утворенні ковалентних зв’язків, а один залишиться вільним. Таким чином, навіть при малій концентрації домішки миш’яку в кремнії, дуже сильно зросте кількість вільних електронів.

Такий вид домішки називається донорной домішкою. Миш’як є донором вільних електронів, для кремнію. Напівпровідники, які володіють донорним типом домішки, володіють великою кількістю вільних електронів. Такі напівпровідники називають напівпровідниками n – типу. (negative – негативний)

У напівпровіднику n – типу основними носіями заряду є вільні електрони. Дірки будуть неосновними носіями заряду.

акцепторна домішка
Помістимо тепер в кремній, в якості домішки, індій. Індій є тривалентним елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є три електрони, кожен з яких буде брати участь в утворенні ковалентних зв’язків. Але на місці однієї з зв’язків утворюється дірка, так як не вистачає одного електрона.

Такий вид домішки називається акцепторної домішкою. Індій є акцептором (приймаючий). Провідність в такому напівпровіднику буде здебільшого доречний. Напівпровідники такого типу називаються напівпровідниками p – типу (p – positive позитивний). Основні носії заряду дірки, неосновні – електрони.

Посилання на основну публікацію