Физика (Магнетизм)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF5_9_Sverkhprovodimost_Poluprovodniki_Yavlenia

Собственная проводимость

(Intrinsic conduction)

Кроме процесса переноса заряда с помощью электронов проводимости, возможен ещё и другой механизм проводимости –

дырочная проводимость. Всякий разрыв валентной связи приводит к появлению вакантного места с отсутствующей связью. Такие «пустые» места с отсутствующими электронами связи называются дырками.

Собственная проводимость германия

Собственная проводимость

(Intrinsic conduction)

В полупроводниках возможны два различных механизма проводимости: электронный

(проводимость n-типа), осуществляемый движением электронов проводимости, и

дырочный (проводимость p-типа),

обусловленный движением дырок.

Примесная проводимость

(Impurity conduction)

При наличии примесей электропроводность полупроводников сильно изменяется. Например, кремний с добавкой фосфора в количестве всего около 0,001 атомного процента имеет удельное сопротивление при комнатной температуре около 0,006 Ом·м, т. е. сопротивление кремния с незначительными примесями фосфора уменьшается более чем в 100 000 раз по сравнению с чистыми кристаллами кремния.

Решётка четырёхвалентного германия Ge с примесью доноров – пятивалентных атомов мышьяка As или фосфора P

Решётка четырёхвалентного германия Ge с примесью трёхвалентных атомов индия In

Решётка четырёхвалентного кремния Si с примесью трёхвалентных атомов бора B

Арсенид галлия состоит из атомов галлия (красные) и мышьяка (синие)

(Gallium arsenide has gallium (red) and arsenic (blue) atoms)

Примесная проводимость

(Impurity conduction)

Проводимость полупроводников может быть обусловлена также примесями (примесная проводимость).

Примеси, вызывающие появление электронов проводимости (например, мышьяк в кремнии), получили название донорных примесей, а примеси, вызывающие появление дырок (например, бор в кремнии), названы акцепторными.

Полупроводники – широкий класс веществ, в которых концентрация подвижных носителей заряда значительно ниже, чем концентрация атомов, и может изменяться под влиянием температуры, освещения или относительно малого количества примесей.

Контрольные вопросы

Какие вещества называют полупроводниками? Приведите примеры полупроводниковых веществ.

По какому характерному признаку можно отличить полупроводник от металла?

Какова природа электропроводности полупроводников?

Объясните механизм возникновения собственной проводимости полупроводников.

Назовите носителей тока собственной проводимости полупроводников.

Что называется электрическим током в беспримесных полупроводниках?

Каким образом создаётся примесная электронная или дырочная электропроводность?

Какие существуют виды примесных полупроводников? При внедрении каких примесей они образуются?

Какого рода примеси называют донорными, а какого – акцепторными?

Какие полупроводники называют полупроводниками n-типа? p-типа?