Домішкова провідність
Якщо в напівпровідник внести домішки він володітиме крім власної електричної провідності ще і домішковою.
Домішкова електропровідність може бути електронною або дірковою.
Внесення до напівпровідника донорних домішок (домішки, атоми яких віддають вільні електрони, називаються донорними або донорами) значно збільшує концентрацію вільних електронів, а концентрація дірок залишається така ж сама.
Якщо в напівпровіднику електропровідність зумовлена в основному електронами, то вона називається електронною, а напівпровідник n-типу.
Електрони в напівпровідниках n-типу є основними носіями заряду (їх концентрація висока), а дірки – неосновними.
Приклад: якщо в напівпровідник з чистого германію (4-х валентний ) внести небагато домішку миш'яку (5-ти валентного), то з'явиться напівпровідник n-типу.
Домішки, атоми яких здатні прийняти валентні електрони сусідніх атомів, створивши в них дірку, називаються акцепторами або акцепторними.
Приклад: якщо 4-х валентний германій додати домішку з 3-х валентного індія, то напівпровідник буде акцептором.
Внесення до напівпровідника акцепторного домішку значно збільшує концентрацію дірок, а концентрація електронів залишається така сама. При цьому провідність зумовлена в основному дірками. Її називають дірчастою, а такий напівпровідник p-типу.
Дірки для напівпровідника p-типу – основні носії заряду, а електрони – неосновні.
Питома електрична провідність домішкового напівпровідника визначається концентрацією основних носіїв заряду (чим більша концентрація, тим провідність вища).
Часто напівпровідник містить і донорні, і акцепторні домішки, тоді тип провідності визначається більшою кількістю домішок. І якщо вони рівні, то такий напівпровідник називається таким, що компенсується.
P-N-ПЕРЕХіД
Область усередині нп на межі поділу його двох середовищ з різним типом домішкової електропровідності (p і n типу) називається електронно-дірчастим переходом або р-n-переходом.
Припустимо р-n -перехід утворений в результаті зіткнення двох напівпровідників р і n-типу .Концентрація електронів в області р- типу і дірок в області n-типу рівні, крім того в кожній області є невелика кількість неосновних носіїв . При зіткненні рівність між кількістю іонів і вільних носіїв заряду порушується. Оскільки між областю р і n -типу існує значна різниця концентрації електронів і дірок, відбувається дифузія дірок в область n-типу і електронів в область р-типу. Як тільки дірка покине область р-типу, в цій області поблизу межі поділу утворюється нескомпенсований негативний заряд іонів акцепторної домішки.
А з відходом електрона з області n-типу, в ній утворюється нескомпенсований позитивний заряд іонно-донорної домішки.
В результаті, поблизу межі поділу областей створюється об'ємний подвійний шар просторових зарядів, який називається р-n-переходом. Цей шар об'єднаний основними (рухомими) носіями заряду в обох частинах, тому його питомий опір великий. Часто цей шар називають запірним.