Домішкових провідність напівпровідників.
Електронно-дірковий перехід і його властивості.
Напівпровідникові тріоди - транзистори.
Порівняння властивостей провідників, діелектриків, напівпровідників.
За здатністю проводити електричний струм все речовини умовно можна розділити на 3 групи:
Провідники, напівпровідники, діелектрики.
а) По питомому опору:
Б) Якщо збільшити температуру у металевих провідників, то опір буде збільшуватися, у напівпровідників і діелектриків - зменшуватися, причому у напівпровідників більшою мірою.
В) Опір провідників і діелектриків від освітленості практично не залежить, а у напівпровідників при збільшенні освітленості опір зменшується.
Г) При введенні атомів домішки в провідники збільшується опір, а у напівпровідників - зменшується. До напівпровідників відносяться елементи 4 групи таблиці Менделєєва, а також сплави елементів 4 групи з хімічними елементами 3 та 5 груп.
Власна провідність напівпровідників.
Розглянемо власну провідність напівпровідників на прикладі германію. Германій в таблиці стоїть на 32 місці в 4 групі, тому в подальшому будемо розглядати тільки валентні електрони германію. У кристалічній решітці зв'язок між атомами германію ковалентная або парноелектронную. При такому типі зв'язку два сусідніх атома мають одну спільну електронну оболонку, на якій знаходяться два валентних електрона по одному від кожного атома. При порівняно низьких температурах всі валентні електрони атомів германію беруть участь в ковалентних зв'язках. Вільних електронів немає і тому германій є діелектриком.
Повідомимо кристалу германію додаткову енергію, в результаті нагрівання або будь-якого випромінювання. За рахунок цієї енергії електрони (валентні) можуть розірвати ковалентні зв'язки і з валентної зони, перейти в зону провідності, тобто з зв'язаного стану перейти у вільний стан. Такий процес називається створення електронних-діркові пари. Оскільки місце незавершеною ковалентного зв'язку називається діркою.
Т.ч. за рахунок додаткової енергії в кристалі германію з'явилися вільні носії заряду: електрони і дірки. Одночасно з процесом генерації електронно-діркових пар в кристалі германію відбувається зворотний процес, при якому вільні електрони з зони провідності повертаються в валентну зону, тобто вступають в ковалентні зв'язки.
Тому, якщо внутрішня енергія кристала не змінюється, то концентрація електронно доручених пар буде приблизно постійною. Якщо в кристалі германію створити електричне поле, то почнеться спрямований рух вільних електронів в одну сторону, а дірок - в протилежну. з цієї
Причини дірці приписується позитивний знак заряду. Електрони і дірки, рухаючись направлено, утворюють струми, причому в чистих напівпровідниках ток електронів дорівнює току дірок. Така провідність називається власною провідністю. Загальний струм буде складатися з струму електронів і струму дірок.