МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

(ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

Ростовский технологический институт сервиса и туризма (филиал)

(РТИСТ ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

Факультет « Механико-технологический »

Кафедра « Радиотехника »

Специальность « Сервис компьютерной техники »

Реферат допущен к защите

___________________________

Р Е Ф Е Р А Т

Тема: Примесная электропроводность полупроводников.

Донорные и акцепторные полупроводники

Дисциплина Электроника и микроэлектроника

Выполнил ____________ Саваева Н.В.

(инициалы, фамилия)

группа СКТ-101

Проверил _________________ Трофименко Е.Н.

(инициалы, фамилия)

г.Ростов-на-Дону, 2012г.

Содержание

Введение 3

1 Электропроводность полупроводника 5

2 Донорные примеси 7

3 Акцепторные примеси 10

Заключение 12

Список использованной литературы 13

Введение

Полупроводниками называют вещества, электрическая проводимость которых при обычных условиях имеет промежуточное значение между проводимостью металлов и хороших диэлектриков. К полупроводникам относятся такие вещества, как германий (Ge), кремний (Si), галлий (Ga), мышьяк (As), индий (In), а также некоторые оксиды, сульфиды и сплавы металлов.

В кристалле Si, типичном полупроводнике, каждый атом своими валентными электронами взаимодействует с четырьмя соседними атомами. Эти валентные электроны прочно связаны с кристаллической решёткой, и только при изменении внешних условий, например, нагреве кристалла они могут становиться свободными. Таким образом, в отличие от металлов, удельное сопротивление полупроводников уменьшается с повышением температуры.

Ничтожные примеси (около 0,001 %) могут в сотни тысяч раз уменьшить удельное сопротивление полупроводника. Если, например, в кристалле Si появляются пятивалентные атомы As, то пятый валентный электрон примесных атомов не участвует в связях с атомами кремния и становится свободным, создавая в полупроводнике электронную проводимость. Примеси, создающие такую проводимость называют донорными (отдающими), а полупроводники с донорными примесями – полупроводниками n-типа (от слова negative – отрицательный).

Присутствующие в кристалле Si атомы трёхвалентных элементов, например, Ga, тоже увеличивают проводимость кристалла, т.к. для образования нормальных связей с четырёхвалентными атомами Si атому Ga необходимо иметь четыре валентных электрона, а у него их только три. Это вакантное место с недостающим электроном называют дыркой. Отсутствие электрона в области дырки делает это место положительно заряженным относительно тех мест полупроводника, где примесей нет. Если в дырку случайно попадает электрон расположенного поблизости атома, то данная дырка исчезает, но атом, потерявший электрон, становится обладателем дырки. Таким образом, дырка может двигаться от одного атома к другому. Электрическое поле, приводя к упорядоченному движению электронов, вызывает движение дырок в противоположном направлении. Такой тип электрической проводимости называют дырочной. Примеси, создающие дырочную проводимость называют акцепторными (принимающими), а полупроводники с акцепторными примесями – полупроводниками p-типа (от слова positive – положительный).

В большинстве полупроводниковых приборов используются явления, происходящие на границе полупроводников p- и n-типа (p-n-переход). Если напряжённость поля направлена от полупроводника p-типа к n-типу, то дырки в полупроводнике p-типа будут двигаться до самого p-n-перехода. Одновременно с этим в полупроводнике n-типа к p-n-переходу будут двигаться свободные электроны. Встречаясь у p-n-перехода, свободные электроны и дырки будут уничтожать друг друга. Очевидно, что при таком включении p-n-перехода его сопротивление зависит от концентрации дырок в полупроводнике p-типа и концентрации свободных электронов в полупроводнике n-типа. Обе эти концентрации высоки, и поэтому сопротивление p-n-перехода оказывается малым.

Если изменить направление вектора напряжённости на обратное, то дырки и свободные электроны будут двигаться от p-n-перехода, создавая около p-n-перехода зону, лишённую носителей тока. Поэтому при таком включении p-n-перехода, его сопротивление очень велико. Таким образом, закон Ома, справедливый для металлических проводников и растворов электролитов, не соблюдается для p-n-перехода.

Способность p-n-перехода хорошо пропускать ток только в одном направлении применяется в полупроводниковых приборах, служащих для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямления тока). Сочетание нескольких p-n-переходов позволяет создавать транзисторы - полупроводниковые приборы, используемые для усиления и преобразования электрических сигналов.

Так как проводимость полупроводников изменяется в зависимости от температуры, давления и освещённости, их применяют для изготовления различных чувствительных датчиков.