88.Электрон-я и дырочная проводимость полупров-ов.

В полупров-х при пов-и темп-ы выше абсолютного нуля нек-е электроны валентной зоны получают дополнительную энергию, которой стан-ся достаточно для преодоления запрещ-й зоны и перехода на уровень провод-ти. В итоге при комн. Темп. в зоне провод-и постоянно прис-т некот. кол-во электронов, а в валентной зоне атомов обр-я дефицит электронов (дырки). В итоге полупроводник начинает обладать и электр-й и дырочной проводимостью — электр. Провод-тьосущ-т электроны, своб. перемещающиеся в зоне пров-и, а дырочную — электроны в зоне валентности, способные перескакивать в дырку с соседних атомов. При этом электо-я провод-ть доминирует над дырочной, так как электроны зоны пров-и перемещаются свободнее, но общая электропр-тьполупрово-а естественно складывается из этих двух проводимостей.Электр-япровод-ть(проводимость n-типа). Нек. атомы четырехвал-о германия заменяем на атомы пятивал-й сурьмы. При ков-й связи у атомов сурьмы оказ-ся незадействованным пятый валентный электрон, кот. нач. вращаться вокруг атома сурьмы и объединённых с ним ковалентной связью атомов германия. Атом сурьмы и связанные с ним ковалентной связью атомы германия обр-т для этого электрона некое ядро, и вся конструкция издалека начинает напоминать атом водорода с одним электроном. Электрон занимает энерг. уровень, кот.наклад-ся на уровень запрещ-й зоны атомов германия. Уровень нах-ся у верхнего края запрещ-й зоны германия, почти у его зоны провод-и. Поэтому при комн.темп. электроны с этого энергет-о уровня легко уходят в зону проводим-и. В зоне провод-и оказ-я очень много электронов, и полупроводник получает хорошую электр-ю проводимость.Дырочная проводимость (пров-ь p-типа). Некот. атомы четырёхвал-о германия заменяем на атомы трёхвал-о индия. При ковал. связи атому индия не хватает одного электрона, чтобы связаться с четвертым атомом германия. В результате у атома индия обр-я дефицит электрона для полноценной ковалентной связи, которая ему очень важна. Чтобы занять место этого электрона в атоме индия, валентному электрону соседнего атома германия нужно совсем немного энергии. Получив её в результате теплового воздействия, он немного увел-т свой энерг-й уровень и занимает это место в ковалентной связи. Теперь его энерг-й уровень в атоме индия наклад-я на уровень запрещенной зоны атомов германия. Но в отличие от случая с электр-й провод-ю, этот энерг-й уровень нах-я в запрещённой зоне не у зоны провод-и, а ниже, у зоны вал-ти атомов германия. В рез-е в атомах германия в зоне валент-и обр-я допол-ые дырки, в кот. смогут перескакивать электроны с соседних атомов. Дырок получается много, поэтому создаются условия для хорошей дырочной проводимости.

89.Собствен-ая и примесная провод-типолупровод-в

По значению своего удельного сопротивления полупр-ки занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками. Однако деление веществ на группы по их удельным сопротивлениям условно, т.к под действием ряда факторов (нагревание, облучение, наличие примесей) удельное сопротивление многих веществ изм-ся, причем у полупр-ов весьма значительно. Если у мет. с ростом тем-ры сопротивление увел-ся, то у полупр-ов умен-я. К полупр-м относят 12 хим.эл.в средней части пер.с-ы, многие оксиды и сульфиды мет.,некот.орг. в-ва. Наибольшее применение в науке и технике имеют германий и кремний. Различают полупр-и собственные (т.е. беспримесные) и примесные. Примесные делят на донорные и акцепторные.Проводимость собственных полупроводников.Рассмотрим мех-м на примере кремния. Кремний обладает атомной пространственной решеткой с ковалентным типом связи между атомами. При абс.тем-ах, близких к абсол. нулю, все связи являются заполненными, т.е. своб.заряж.частиц в кристалле нет. При нагревании или облучении некот.парноэлектронные связи разрываются, появляются своб.электроны и вакантные места, называемые дырками.Собственная и примесная проводимость полупроводниковУсобст.полупр-ов число появившихся при разрыве связей электронов и дырок одинаково, т.е. провод-тьсобст. полупроводников в равной степени обесп-тсясвоб. электронами и дырками. Проводимость примесных полупроводниковЕсли внедрить в полупроводник примесь с валентностью большей, чем у собственного полупроводника, то образуется донорный полупроводник.(Например, при внедрении в кристалл кремния пятивалентного мышьяка. Один из пяти валентных электронов мышьяка остается свободным). В донорном полупроводнике электроны являются основными, а дырки неосновными носителями заряда. Такие полупроводники называют полупроводниками n- типа, а проводимость электронной.Если внедрять в полупроводник примесь с валентностью меньшей, чем у собственного полупроводника, то образуется акцепторный полупроводник. (Например, при внедрении в кристалл кремния трехвалентного индия. У каждого атома индия не хватает одного электрона для образования парноэлектронной связи с одним из соседних атомов кремния. Каждая из таких незаполненных связей является дыркой). В акцепторных полупроводниках дырки являются основными, а электроны неосновными носителями заряда. Такие полупроводники называются полупроводниками p- типа, а проводимость дырочной.