Фізика напівровідників

До цих пір, кажучи про здатність речовин проводити електричний струм, ми ділили їх на провідники та діелектрики. Питомий опір звичайних провідників знаходиться в інтервалі 10-8 -10-6 Ом • м; питомий опір діелектриків перевищує ці величини в середньому на 20 порядків: +1010 -1016 Ом • м.

Але існують також речовини, які за своєю електропровідності займають проміжне положення між провідниками і діелектриками. Це напівпровідники: їх питомий опір при кімнатній температурі може приймати значення в дуже широкому діапазоні 10-3 -107 Ом • м. До напівпровідників відносяться кремній, германій, селен, деякі інші хімічні елементи і соедіненія32. Найбільш широко застосовують кремній (Si) і германій (Ge).

Головна особливість напівпровідників полягає в тому, що їх електропровідність різко збільшується з підвищенням температури. Іншими словами, при низькій температурі напівпровідники поводяться як діелектрики, а при високій – як досить хороші провідники. У цьому полягає відмінність напівпровідників від металів: питомий опір металу, як ви пам’ятаєте, лінійно зростає із збільшенням температури.

Між напівпровідниками і металами є й інші відмінності. Так, освітлення напівпровідника викликає зменшення його опору (а на опір металу світло майже не робить впливу). Крім того, електропровідність напівпровідників може дуже сильно змінюватися при введенні навіть мізерної кількості домішок.

Досвід показує, що, як і у випадку металів, при протіканні струму через напівпровідник не відбувається перенесення речовини. Стало бути, електричний струм в напівпровідниках обумовлений рухом електронів.

Зменшення опору напівпровідника при його нагріванні говорить про те, що підвищення температури призводить до збільшення кількості вільних зарядів у напівпровіднику. У металах нічого такого не відбувається; отже, напівпровідники мають іншим механізмом електропровідності, ніж метали. І причина цього – різна природа хімічного зв’язку між атомами металів і напівпровідників.

Посилання на основну публікацію