1. Собственные и примесные полупроводники – структура, энергетические диаграммы и концентрация носителей

Собственные полупроводники – полупроводники, состоящие из атомов одного вещества.

П ри температуре, близкой к абсолютному нулю, все энергетические уровни в валентной зоне полностью заполнены электронами, а в зоне проводимости — свободны (рис. 1.13, а).

Распределение носителей зарядов по энергетическим зонам полупроводника и их концентрация зависят от многих факторов. Основными факторами являются температура и ширина запрещенной зоны. Температура влияет на величину энергии электрона, а ширина запрещенной зоны — на вероятность перехода электронов в зону

Примесные полупроводники - это полупроводники, содержащие атомы примесей. Примесные полупроводники бывают двух типов – донорные и акцепторные. Донорные полупроводники - полупроводники легко отдающие электроны. Акцепторные полупроводники – полупроводники, укоторых не хватает электронов для образования связей в решетке.

Д онорные полупроводники (n-тип). Здесь образование свободного электрона не сопровождается образованием д ырки. Имеется только один вид носителей тока – электроны.

Донорные Акцепторные

В полупроводнике, который содержит акцепторную примесь, примеси искажают решетки. Это приводит к возникновению примесных уровней, расположенных в запрещенной зоне. В данной ситуации дырки -- основные носители заряда, электроны -- неосновные (p-тип).

2. Процессы переноса заряда в полупроводниках

Электрический ток в полупроводнике возможен при наличии свободных носителей заряда. В зависимости от механизма движения носителей в полупроводнике различают дрейфовый и диффузионный ток.

Дрейфовый - возникает в результате движения носителей заряда под действием электрического поля

Диффузионный ток возникает в следствии неравномерного распределения концентрации носителя заряда в объеме полупроводника.

3. Электронно-дырочный переход – образование p-n-перехода, распределение концентрации носителей заряда,

Образование p-n перехода.

Это переходный слой на границе полупроводника с разными типами проводимости в котором существует диффузионное электрическое поле присутствует контактная разность потенциалов.

Распределение концентрации носителей заряда

При Т=0^о К в полупроводнике нет свободных носителей заряда, все энергетические уровни валентной зоны заняты электронами, а энергетические уровни в зоне проводимости свободны.

П ри повышении температуры концентрация примесных носителей тока быстро достигает насыщения. Это означает, что практически освобождаются все донорные или заполняются электронами все акцепторные уровни. 

4. Процессы в электронно-дырочном переходе при прямом напряжении, энергетическая диаграмма

П од действием внешнего прямого напряжения образуется прямой ток через p-n переход, образованный основными носителями заряда.

Ширина р-n-перехода уменьшится и увеличится количество электронов и дырок, проникающих в противоположные области. Ток диффузии станет преобладать над током дрейфа, и через р-n-переход будет протекать результирующий ток. 

Ток дрейфа не меняется.