1)Полупроводники(Схемы валентных связей ,основные носители зарядов ,донорные и акцепторные примеси ,рекомбинация)
Полупроводники - принадлежат к классу веществ , которые имеют твердую кристаллическую структуру ,и по свойствам проводимости электрического так занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Сопротивление ПП зависит от внешних факторов: температуры , эл. и магнитных полей , светового и ионизирующего излучения.
Обладают следующими свойствами:
а) отрицательный температурный коэффициент сопротивления - с увеличением температуры их сопротивление уменьшается;
б) добавление примесей приводит к снижению удельного сопротивления
в) на электрическую проводимость влияют радиация, электромагнитное излучение.
В ПП все валентные электроны прочно сцеплены с кристаллической решеткой благодаря ковалентной связи.Пока эта связь существует, электроны не могут переносить электрический заряд.
Проводимость чистого ПП называется собственной, сам же ПП относят к i-типа. Собственная проводимость обычно невелика. Значительно большую проводимость имеют ПП с примесями, к тому же ее характер зависит от вида примесей.
Атомы германия размещены в узлах кристаллической решетки, их связь с другими атомами осуществляется с помощью четырех валентных электронов. Двойные линии между узлами указывают на ковалентный характер связи, т.е. каждая пара валентных электронов принадлежит одновременно двум соседним атомам. При температуре абсолютного нуля и при отсутствии облучения в ПП отсутствуют движущиеся носители и его электрическое сопротивление велико (бесконечно). При обычных условиях, вследствие воздействия на вещество тепловой энергии, некоторые из валентных электронов разрывают ковалентные связи - происходит процесс генерации пар носителей: электронов и дырок. При этом дырка имеет положительный заряд. Если теперь поместить ПП в электрическое поле, возникнет направленное движение зарядов - электрический ток. В отличие от проводников ток в ПП обеспечивается носителями двух зарядов - положительный "+" и орецатльных"-".
Кристаллическая решетка германия
Добавим в германий пятивалентную примесь
При застывании в некоторых узлах кристаллической решетки германия его атомы замещаются атомами примеси. При этом четыре валентных электрона примеси создают систему ковалентных связей с четырьмя валентными электронами германия, а пятый электрон примеси оказывается избыточным .Примесь, которая отдает свободные электроны, называется донорной. ПП с преобладающим количеством свободных электронов называется ПП с электронной проводимостью, или ПП n-типа. Свободные электроны оставляют в узлах кристаллической решетки неподвижные положительно заряженные ионы, что создает в кристалле положительный объемный заряд.
Введем в германий примесь с тремя валентными электронами.
Для образования ковалентной связи между Gе иIN одного электрона не хватает. При воздействии теплоты окружающей среды электроны с верхнего уровня валентной зоны перемещаются на уровень примеси ,создавая связи, которых не хватает, благодаря чему в валентной зоне образуются подвижные дырки, а атомы примеси превращаются в отрицательные ионы. Такая примесь называется акцепторной, а ПП с Преимущественным количеством дырок - ПП с дырочной проводимостью, или p-типа .Преобладающие в НП подвижные носители заряда называются основных, остальные -неосновных.
