Автоматизация Автоматизация Архитектура Астрономия Одит Биология Счетоводство Военна наука Генетика География Геология Държавна къща Друга журналистика и средства за масова информация Изкуство Чужди езици Компютърни науки История Компютри Компютри Кулинарна култура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Механика Механика Мениджмънт Метал и заваръчна механика Музика Население Образование Безопасност на живота Охрана на труда Педагогика Политика Право инструмент за програмиране производство Industries Психология P Дио Религия Източници Communication Социология на спорта стандартизация Строителство Технологии Търговия Туризъм Физика Физиология Философия Финанси Химически съоръжения Tsennoobrazovanie скициране Екология иконометрия Икономика Електроника Yurispundenktsiya

Електрическа проводимост на полупроводници

Прочетете още:
  1. Непроводима електрическа проводимост на газове
  2. Полупроводници. Вътрешната и примесната проводимост на полупроводниците.
  3. Полупроводници. Вътрешната и примесната проводимост на полупроводниците. Полупроводникови устройства.
  4. Самопроводима електрическа проводимост на газове
  5. Електрическа проводимост на полупроводници. Собствена проводимост и проводимост. Електро-дупка кръстовище. Полупроводникови устройства.

Всички вещества в природата чрез електрически свойства се разделят на проводници, полупроводници и диелектрици.

Полупроводниците при стайна температура имат съпротивление , Ако е по-малко, тогава те са проводници, ако има повече, тогава - диелектрици.

Полупроводниците от проводниците се различават по това, че при загряване вътрешната проводимост на полупроводника се увеличава и проводникът намалява. Проводимостта на полупроводниците може да се увеличи и чрез прибавяне на примеси от друг елемент ( проводимост на примесите ), например към пентавалентни елементи (антимон, арсен, фосфор) или тривалентни (бор, индий, галий, алуминий) до германий и силиконови кристали. е много по-малък от броя на атомите на основния елемент, а десетки хиляди германий или силициеви атоми имат само един примесен атом.

На фиг. 1.1 показва кристалната решетка на германий, в която е проникнал онечистващият атом - пентавалентния атом на арсена. Четирите електрона на валентното тяло на арсеновия атом образуват силни ковалентни връзки с четири съседни германски атома, а петото валентяло - арсен-електрон се оказва "излишно" - оттук и свободно.

Фигура 1.1. Заместване на мястото на кристалната решетка на германия атом с атом на арсен

Фигура 1.2 Енергийната диаграма на полупроводниковата система,

кристал с електронна електрическа проводимост:

1-проводна лента, 2-онечистваща лента, 3-забранена-

и 4-валентна лента.

Размерът на орбитата, по който се върти около ядрото на атома на арсена, се увеличава десетки пъти и връзката му с ядрото рязко намалява. В този случай енергията за отделяне на "излишния" електронен елемент от арсеновия атом (енергията на прехода към проводната лента) е около 0.05 eV. защото ширината на забранената германиева зона надвишава 1 eV, тогава енергийното ниво на арсеновия електрон се намира до зоната на кристална проводимост. При висока концентрация на примеси ароматни на арсен, се образува онечистваща лента, понякога се припокрива енергийната ивица на германиевата проводимост (Фигура 1.2). защото и при ниски температури значителна част от електроните от лентата на онечистването преминават в проводимата ивица, образувайки двойка носители на заряд: електронен в проводящата лента и дупка в лентата на примесите. Нека върху кристала да се приложи външно напрежение, след това положително заредени дупки, преминаващи от един енергиен подлив на зоната на примесите в друга, практически "стискат" до дъното на лентата на онечистването, но те не могат да преодолеят забранената лента. Електроните, от друга страна, ще преминат към приложеното напрежение.



По този начин преминаването на ток през кристала се осигурява от електрони. Електрическата проводимост на един кристал се нарича електрон , а примесът е примес на донор.

Когато тривалентният германиев кристал се допира с тривалентното онечистване на индий (Фигура 1.3), трите електрони на външната обвивка на индийния атом влизат в ковалентна връзка с три съседни силициеви атома. В този случай всеки електронен се движи заедно с електрона на съседния атом в орбита около две съседни ядра. На четвъртата орбита се движи само един електрон. Отсъствието на друг електронен е еквивалентно на наличието на положителен заряд - дупка.

Фиг. 1.3. Замяната в решетъчния участък на германия атом от индийния атом

Под действието на термично възбуждане, електроните на съседните орбити лесно преминават към незапълнена орбита, която ще разпореди движението на дупките. Този преход изисква ≈ 0,01 eV. Следователно енергийното ниво на дупката е разположено в непосредствена близост до валентността на кристала.

Фиг. 1.4. Енергийна диаграма на полупроводников кристал с електрическа проводимост на дупки: 1-проводна лента, 2-забранена лента, 3-примесителна лента, 4-валентна лента.

Взаимодействието на онечистващите атоми води до факта, че електроните (фиг. 1.4) от валентната лента преминават в лентата на онечистванията, образувайки двойка носители на заряд: електронен в примеси и дупка във валентната лента. Под въздействието на приложеното напрежение, електроните "натискат" до тавана на лентата на примесите и не могат да създадат ток. Дупките ще се движат в правилна посока в посоката на приложеното напрежение, като ще получат допълнителна енергия и ще се движат без прекъсване от едно енергийно ниво в друго в широката валентна зона.

‡ Зареждане ...

По този начин преминаването на ток през кристала се осигурява от дупки. Електрическата проводимост на такъв кристал се нарича проводимост на дупката и примесът е акцепторен .

Кристалите с електронна електрическа проводимост, при които електрическият ток се създава от подреденото движение на отрицателните заряди, се наричат ​​кристали n- тип (от отрицателни към отрицателни).

Кристали с електрическа проводимост на дупките, в които електрическият ток се създава от нареденото движение на положителни заряди, се наричат ​​кристали тип п (от положителни - положителни).

В полупроводниците на примесите се различават основните и непървични носители на електрически заряд. В полупроводник от n- тип, основните носители са свободни електрони, а неприродните дупки са дупки. В п- тип полупроводник, основните носители са дупки, а не-първичните електрони са електрони.


1 | | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |


Когато използвате този материал, свържете се със bseen2.biz (0.009 сек.)