ЛЕКЦИЯ 1. Введение. Цели и задачи учебной дисциплины. Общие сведения о полупроводниках. Полупроводниковый диоды.

Полупроводники Электропроводность полупроводников

Электропроводность – характеризует свойства материалов проводить электрический ток. Количественно она оценивается:

1. Удельной проводимостью вещества,

2. Концентрацией свободных носителей заряда (n).

Для создания полупроводниковых приборов используют следующие полупроводники:

1) 4-валентная группа (Ge(гелий), Si(кремний), AsGa(арсенид галия)),

2) 3-валентная группа (Al(алюминий),B(бор),In(индий)),

3) 5-валентная группа (P(фосфор), As(мышьяк), Sb(сурьма))

К полупроводникам принадлежат 12 химических элементов в средней части таблицы Менделеева (рис. 1) — В, С, Si, Ρ, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Те, I, соединения элементов третьей группы с элементами пятой группы, многие оксиды и сульфиды металлов, ряд других химических соединений, некоторые органические вещества.

Рис. 1

Электрон, находящийся в зоне проводимости и являющийся подвижным носителем заряда, называется электроном проводимости.

Незанятое электроном энергетическое состояние в валентной зоне, обладающее положительным зарядом, принято называть дыркой.

В полупроводниках возможны два вида электропроводности — электронная — в результате перемещения электронов проводимости и дырочная — в результате перемещения дырок.

По типу электропроводности при любом способе возбуждения различают:

1. собственные полупроводники (полупроводники i-типа, индекс «i» означает «intrinsic» — собственный или беспримесный), если их электропроводность обусловлена генерацией пар электрон—дырка;

2. примесные полупроводники с электронной проводимостью (полупроводники n-типа), если их электропроводность обусловлена в основном перемещением электронов, появившихся в результате ионизации атомов донорной примеси (отдающей электроны),

3. примесные полупроводники с дырочной проводимостью (полупроводники p-типа), если их проводимость обусловлена в основном перемещением дырок, возникших в результате ионизации атомов акцепторной примеси (связывающей электроны).

З онная модель собственного полупроводника.

Собственная электрическая проводимость

Атомная кристаллическая решетка германия

Рис. 2

Плоская схема структуры германия

Рис. 3

Р

ис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Примесная проводимость полупроводников

Примеси, обусловливающие электронную проводимость, называют донорными.

Примеси, обеспечивающие получение большой концентрации дырок, называют акцепторными («захватывающие» электроны).

Примесной проводимостью полупроводников называется проводимость, обусловленная наличием примесей в полупроводнике.