2. Собственная и примесная электропроводность полупроводников.

Электропроводность- способность вещ-ва проводить эл.ток, за счёт наличия в них подвижных заряж. частиц (носителей заряда) — электронов, ионов и др.

Собственным п/п называют полностью лишенный примесей п/п с идеальной крист. решеткой без дефектов.Собственный п/п при t=273.15град явл. диэлектриком, т. е. при t абсолютного нуля в собственном п/п отсутствуют своб. носители заряда. При t выше абсол. нуля возникают колебания атомов в узлах кристаллической решетки. При получении большей энергии, нежели ширина запрещенной зоны, они разрывают ковалентные связи,образуя фотоны,в рез. чего возникают расположенные в близости друг от друга пары носителей зарядов: дырок и электронов,которые стали свободными.Они являются носителями зарядами, обеспечивающими электропроводность чистого п/п. Дырка – незаполненная электроном ковалентная связь.Такая электропроводность п/п называется собственной.Одновременно с генерацией пар электрон-дырка протекает процесс рекомбинации носителей зарядов.Этот процесс сопровождается возвращением электронов в валентную зону на вакантный уровень с выделением определенной порции энергии.

В п/п приборах применяются примесные полупроводники. Если в п/п ввести пятивалентную примесь, то 4 валентных электрона восстанавливают ковалентные связи с атомами п/п, а пятый электрон остается свободным. За счет этого концентрация свободных электронов будет превышать концентрацию дырок.

1. Примесь, за счет которой ni>pi, называется донорной примесью.

2. П/п, у которого ni>pi, называется п/п с электронным типом проводимости, или п/п n-типа.

3. В п/п n-типа электроны называются основными носителями заряда, а дырки – неосновными носителями заряда.

При введении трехвалентной примеси три её валентных электрона восстанавливают ковалентную связь с атомами п/п, а четвёртая ковалентная связь оказывается не восстановленной, т. е. имеет место дырка. В результате этого концентрация дырок будет больше концентрации электронов.

1. Примесь, при которой pi> ni, называется акцепторной примесью.

2. П/п, у которого pi> ni, называется п/п с дырочным типом проводимости, или п/п p-типа.

3. В п/п p-типа дырки называются основными носителями заряда, а электроны – неосновными носителями заряда.

3. Диффузионный и дрейфовый ток.

Дрейфовый ток в полупроводнике – это ток, возникающий за счет приложенного электрического поля. При этом электроны движутся навстречу линиям напряженности поля, а дырки по направлению линий напряженности поля. Диффузионный ток это ток, возникающий из-за неравномерной концентрации носителей заряда. n2>n1. n2-n1= .

Отношение - это градиент неравномерности концентрации примесей. Величина диффузионного тока будет определяться градиентом неравномерности и будет составлять ; ; где коэффициенты диффузии.