Донорная примесь

Рис. 8

Донорные примеси — это примеси легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов.

Акцепторная примесь

Основные носители заряда в полупроводнике с акцепторной примесью — дырки, а неосновные — электроны.

Рис. 9

Акцепторные примеси — это примеси, обеспечивающие дырочную проводимость.

В собственном полупроводнике концентрации электронов и дырок одинаковы.

В примесных полупроводниках они отличаются на много порядков, поэтому носители заряда с большей концентрацией называют основными, а с меньшей - неосновными.

В полупроводнике n-типа основные носители - электроны, а в полупроводнике p-типа -дырки.

Значения концентраций свободных электронов и дырок устанавливаются (состояние равновесия) в результате действия двух противоположных процессов: процесса генерации носителей (прямой процесс) и процесса рекомбинации электронов и дырок (обратный процесс).

Рекомбинация означает, что свободный электрон восстанавливает ковалентную связь (устраняет вакансию).

Электрические переходы

Переходный слой между двумя областями полупроводника, обладающими различными электрическими свойствами называется электрическим переходом.

Различают следующие переходы:

1) p-n-переход – переходной слой между областями с разным видом проводимости.

2) Электронно-электронный

3) Дырочно-дырочный

P-n-переход (Электронно-дырочный переход)

Электронно-дырочный переход (сокращенно р-n-переход) возникает в полупроводниковом кристалле, имеющем одновременно области с n-типа (содержит донорные примеси) и р-типа (с акцепторными примесями) прово-димостями на границе между этими областями.

Рис. 4

Вольт-амперная характеристика прямого перехода Прямое направление p-n-перехода

Если n-полупроводник подключен к отрицательному полюсу источника, а плюс источника соединен с p-полупроводником, то под действием электрического поля электроны в n-полупроводнике и дырки в p-полупроводнике будут двигаться навстречу друг другу к границе раздела полупроводников. При таком прямом направлении внешнего электрического поля толщина запирающего слоя и его сопротивление непрерывно уменьшаются. В этом направлении электрический ток проходит через р-n-переход.

Рис. 5

Обратное направление p-n-перехода

Если n-полупроводник соединен с положительным полюсом источника, а p-полупроводник — с отрицательным, то электроны в n-полупроводнике и дырки в p-полупроводнике под действием электрического поля будут перемещаться от границы раздела в противоположные стороны. Это приводит к утолщению запирающего слоя и увеличению его сопротивления. Направление внешнего электрического поля, расширяющее запирающий слой, называется запирающим (обратным). При таком направлении внешнего поля электрический ток основных носителей заряда через контакт двух п- и p-полупроводников не проходит.