Примесная проводимость полупроводников. Проводники p-типа и n-типа

Примеси других атомов довольно существенно влияют на свойства полупроводников. Рассмотрим, что произойдет, если в кристалле чистого си­лиция некоторые атомы в кристаллической решетке заменить атомами пятивалентного элемента, например фосфора (рис. 8.9).

На внешней оболочке атома фосфора находятся 5 валентных электронов. Четыре из них принимают участие в создании ко­валентных связей с соседними атомами си­лиция, а пятый, даже при довольно низкой температуре, теряет свою связь с атомом фосфора. Электрон становится свободным, но дырка на его месте не образуется.

Следовательно, в кристалле окажется оп­ределенное количество свободных электро­нов. Такие полупроводники получили назва­ние полупроводников с проводимостью n-типа основными носителями заряда которых являются отрицательно заряженные части­цы — электроны.

Примеси, создающие в полупроводниках проводимость n-типа, называют донорными (от лат. dono — «дарю»).

Атом примеси при возбуждении отдает (те­ряет) электрон, который становится элект­роном проводимости. В полупроводниках n-типа количество свободных электронов всегда значительно превышает количество дырок независимо от температуры.

Рис. 8.9. Примесь пятивалентного фос­фора в кристалле четырехвалентного си­лиция

Рис. 8.10. Примесь трехвалентного индия в кристалле четырехвалентного силиция

Если в кристалл силиция ввести часть атомов трехвалентного элемента, например индия (рис. 8.10), то получается полупровод­ник p-типа.

Атом индия имеет три валентных элект­рона. Все они принимают участие в созда­нии ковалентных связей между атомами в кристалле. Но поскольку одна связь остается незанятой, то в этом месте возникает дырка. Если такой полупроводник включить в элект­рическую цепь, то в ней возникнет ток. Но­сителями заряда в этом случае будут элект­роны связи, хотя создается впечатление, будто двигаются положительно заряженные частички — дырки. Материал с сайта http://worldof.school

Примеси, вызывающие в полупроводни­ках проводимость p-типа, называют акцеп­торными.

Акцептор (лат. acceptor) — получатель. Акцептор способен захватывать электрон от других атомов.

Если в кристалле полупровод­никового вещества с собствен­ной проводимостью образо­вать участки с проводимостя­ми p- и n-типа, например с по­мощью внесения примесей, то на их пределе появляется так называемый p-n-переход, име­ющий чрезвычайно важные свойства.

На этой странице материал по темам:

• Примесная проводимость полупроводников конспект

• Проводимость p и n типа реферат

Вопросы по этому материалу:

• Какую примесь — донорную или акцепторную — надо ввести в кристалл полупроводника, чтобы он имел проводимость n-типа?

• Какие носители заряда являются основными в полупроводниках p-типа?