П яти валентная примесь.

В такой структуре появляется свободный электрон, энергия ионизации которого ∆W_и=0.01÷0.05 эВ<< <<∆W=∆W_Ge=0.72эВ или ∆W_Si=1.12эВ. Этот электрон легко переходит из валентной зоны в зону проводимости, т.к. уровень Ферми в такой структуре смещается в сторону зоны проводимости. В результате примесная проводимость п\п намного выше, чем проводимость чистого п\п. Такая проводимость наз-ся примесной. Она обусловлена в данном случае избытком электронов. Такой п\п наз-ся п\п n-типа. В такой структуре электроны являются основными носителями зарядов, но в силу влияния на структуру возмущающих факторов образуется некоторое число дырок (неосновные носители зарядов) их концентрация низкая.

Уход электрона из такой структуры делает её + заряженной. Введение в структуру 5-ти валентной примеси приводит к появлению свободных электронов. Примесь наз-ся донорной.

3 -х валентная примесь.

В месте связи с 4-м атомом образуется свободное место – дырка. Валентные электроны примеси располагаются вблизи валентной зоны. Энергия ионизации ∆W=0.01÷0.07эВ. В силу этого, электроны п\п легко захватываются атомами примеси, компенсируя заряд дырки. При образовании 4-х полярной ковалентной связи за счет прихода в эту зону электрона, образуется структура с отрицательным зарядом. 3-х валентная примесь называется акцепторной.

4. Электронно-дырочный переход его свойства.

Э лектронно-дырочный переход―это область п\п на границе стыковки п\п-ов р- и n-типов, образующейся благодаря избыточной концентрации ионов доноров и ионов акцепторов. Переходы бывают симметричные и несимметричные. Симметричные образуются в том случае, если концентрация дырок р-области равна концентрации электронов n-области. Несимметричные, когда концентрация основных носителей зарядов одной области больше, чем в другой.

При производстве используют несимметричные переходы.

В данной структуре происходит замещение дырок электронами, и образуются ионы акцепторы. На месте ушедшего электрона образуется ион донор. Пусть концентрация дырок в р-области >, чем электронов в n-области. При этом образуется несимметричный р-n переход. Электроны из n-области переходят (диффузируют) в р-обл. и, скомпенсировав часть зарядов дырок, образуют ионы акцепторы. С другой стороны, уход электронов из n-области приводит к возникновению п\п-ов положительного заряда – ионов доноров. Такое перемещение электронов и дырок из областей, где они являются основными, образует диффузионный ток. Т.к. концентрация дырок >, чем электронов, то данный ток в основном образован дырками. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в структуре не наступит равновесное положение, т.е. уровень Ферми для всего кристалла станет постоянным(∆W_F=const).

U_К―контактное напряжение. В установившемся режиме работы, когда диффузионный ток становится равным дрейфовому, который образуется в силу следующих причин: дырка р-области перемещаясь к р-n переходу отталкивается обратно под действием положительного заряда иона донора (так же и электрон). Поле р-n перехода, образованное ионами донорами и ионами акцепторами, создаёт контактную разность потенциалов. U_К зависит от ширины р-n перехода и концентрации носителей зарядов. ∆W_F=const данное условие будет обеспечено, если произойдёт смещение энергетических уровней на величину ∆=еU_К=>для перемещения электрона из n-области в р-область необходимо затратить энергию еU_К. Смещение энергетических уровней р-n перехода говорит о наличии электромагнитного поля, которое выталкивает основные носители зарядов.