Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лек 3.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
257.81 Кб
Скачать

3. Примесная дырочная (акцепторная) проводимость полупроводника.

Если четырёхвалентный германий Ge содержит примесь трёхвалентного химического элемента, например, или бора В, или индия In, или алюминия Аl, то атомы трехвалентной примеси отнимают электроны у атомов германия и в атомах германия образуются дырки.

Атомы трехвалентного примесного химического элемента – акцептора, захватывая электроны у атома германия Ge, заряжаются отрицательно, т.е. превращаются в отрицательные ионы.

W

Зона проводимости

WC

Уровни акцепторов

WV

Отрицательный

ион – атом индия

Валентная зона

Рис.5 Рис.6

Схематически рис.5 показывает, как атом акцепторной примеси индия In, расположенный среди атомов германия Ge, захватывает электрон от соседнего атома германия, в котором при этом создаётся дырка (она изображена маленьким светлым кружком).

Полупроводники с преобладанием дырочной электропроводности называют дырочными полупроводниками или полупроводниками р - типа 5.

Зонная диаграмма такого полупроводника показана на рис.6.

Энергетические уровни акцепторных атомов располагаются немного выше уровней валентной зоны. На эти уровни легко переходят электроны из валентной зоны, в которой при этом возникают дырки.

При изучении принципа работы полупроводниковых приборов, полупроводники p-типа изображают в виде прямоугольника с указанием типа проводимости – буквы p (рис.7,а).

Для высоколегированного примесного полупроводника рядом с буквой p, указывающей тип проводимости, добавляют знаки «плюс», например, p+ или p++ (рис.7,б).

Структура примесного полупроводника p-типа кремния Si приведена на рис.8. Стрелками указано хаотичное движение электронов и дырок за счет тепла, т.е. при температуре Т > 0К.

Подвижные заряды в полупроводнике p-типа (рис.8) – это дырки (положительно заряженные) и электроны (отрицательно заряженные частицы).

Неподвижные заряды в полупроводнике p-типа (рис.8) – это отрицательные ионы (атомы акцепторной примеси).

Основные подвижные заряды в полупроводнике p -типа – это дырки, концентрация которых многократно больше концентрации других подвижных зарядов – свободных электронов (рис.8).

Неосновные подвижные заряды в полупроводнике p-типа – это электроны, концентрация которых многократно меньше концентрации дырок (рис.8).

Электрон Дырка


p

а)


p+ p++

б)

Отрицательный ион Нейтральный атом Si

Рис.7 Рис.8

Несмотря на то, что в структуре полупроводника р-типа находятся отрицательные и положительные, подвижные и неподвижные заряды, сам полупроводник электрически нейтрален, т.е. заряда не имеет. Это объясняется тем, что алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов равна нулю.