Какви са основните свойства на полупроводниците?

По отношение на електрическото съпротивление полупроводниците заемат междинно място между проводниците и изолаторите. Полупроводниковите диоди и триоди имат редица предимства: ниско тегло и размери, значително по-дълъг експлоатационен живот, висока механична якост.

свойства

Диаграма на полупроводниковите видове.

Помислете за основните свойства и характеристики на полупроводника­прякори. По отношение на тяхната електрическа проводимост, полупроводникът­никовете са разделени на 2 вида: с електронна и дупкова проводимост.

Полупроводниците с електронна проводимост имат така нататък­свободни електрони, които са слабо свързани с атомни ядра. Ако към този полупроводник се приложи потенциална разлика, тогава свободните електрони ще се движат транслационно - в определена посока, като по този начин се създават електрони­cic ток. Тъй като при тези видове полупроводници електрическият ток е отрицателен заряд­частици, те се наричат ​​проводници от тип n (от думата отрицателен - отрицателен).

полупроводниците

Полупроводници и проводници.

Полупроводниците с проводящи дупки се наричат ​​полу­проводници от тип p (от думата положителен - положителен). Преминаването на електрически ток в тези видове полупроводници може да се разглежда като движение на положителни заряди. В полупроводниците с p-проводимост няма свободни електрони; ако полупроводников атом под влияние на някаква причина за­губи 1 електрон, тогава той ще бъде положително зареден.

Липсата на един електрон в атом, причиняващ­зарядът на полупроводников атом се нарича дупка (това е­(мамят, че в атома има свободно пространство). Теорията и опитът показват, че дупките се държат като елементарен позитив­такси.

Проводимостта на дупките е тази под въздействието на­от дадената потенциална разлика дупките се движат, което е равно на­силно изместване на положителните заряди.

Всъщност при проводимостта на отвора се случва следното. Да предположим, че има 2 атома, единият от които е снабден с отвор (не­във външната орбита има 1 електрон), а другият, намиращ­отдясно, има всички електрони на местата си (нека го наречем тя­атом). Ако към полупроводник се приложи потенциална разлика, тогава под въздействието на електрическо поле електрон от неутрален атом, в който всички електрони са на местата си, ще се премести вляво към атом, снабден с дупка.

свойства

Диаграма на структурата на атомите.

Поради това атомът с дупката става неутрален и дупката става­поставен вдясно върху атома, от който е напуснал електронът. В полупроводник­псевдоними устройства, процесът на "запълване" на дупка с безплатно­nom се нарича рекомбинация. В резултат на рекомбинацията и свободният електрон, и дупката изчезват и се създава неутрален атом. И така движението на дупките се случва в посоката, обратна на движението на електроните.

В абсолютно чист (присъщ) полупроводник, под действието на топлина или светлина, електроните и дупките се създават по двойки, така че броят на електроните и дупките във вътрешния полупроводник е еднакъв.

За да се създадат полупроводници с рязко изразени концентрации на електрони или дупки, чистите полупроводници се доставят с примеси, образувайки примесни полупроводници. Примесите са донорни, отдаващи електрони и акцепторни, образуващи дупки (т.е. премахващи електрони от атомите). Следователно, в полупроводник с донорен примес, проводимостта ще бъде предимно електронна или n - проводимост. В тези полупроводници електроните са основните носители на заряд, а дупките са второстепенни. В полупроводник с акцепторна примес, напротив, основните носители на заряд са дупки, а второстепенните - електрони; това са полупроводници с p-проводимост.

Основните материали за производството на полупроводникови диоди и триоди са германий и силиций; по отношение на тях донорите са антимон, фосфор, арсен; акцептори - индий, галий, алуминий, бор.

основни

Фигура 1. Разположение на електрическите заряди в полупроводник.

Примесите, които обикновено се добавят към кристален полупроводник, драстично променят физическата картина на преминаването на електрически ток.

Когато в пода се образува полупроводник с n-проводимост­към проводника се добавя донорен примес: например в полупроводник­водна промишленост германий се добавя с добавка на антимон. Атомите на антимона, които са донори, дават на германия много свободни електрони, докато зареждат положително.

По този начин, в n-проводник полупроводник,­примес, има следните видове електрически заряди­dov:

  • подвижни отрицателни заряди (електрони), които са основните носители (както от донорния примес, така и от­естествена проводимост);
  • мобилни положителни заряди (дупки) - малцинствени носители, произтичащи от присъщата проводимост;
  • стационарни положителни заряди са донорни йони при­меси.

Когато се образува полупроводник с p-проводимост, към полупроводника се добавя акцепторен примес: например към полупроводника германий се добавя примес от индий. Атомите на индий, които са акцепторни, отделят електроните от атомите на германий.­тронове, образуващи дупки. Самите атоми на индия се зареждат отрицателно.

Следователно, в p-проводимост полупроводник има­следните видове електрически заряди:

  • мобилните положителни заряди (дупки) са основните­носители, произтичащи от акцепторен примес и от неговия собствен­шофиране;
  • мобилни отрицателни заряди (електрони) - неосновни­нови носители, произтичащи от собствената им проводимост;
  • стационарни отрицателни заряди - йони на акцепторен примес.

На фиг. 1 показва плочи от р-германий (а) и н-германий (б) с подреждането на електрически заряди.