Электропроводимость полупроводников.




Содержание

1. Электропроводимость полупроводников…………………………….2

2. Собственная и примесная проводимость…………………………….5

3. Электронно-дырочный переход и его свойства…………………….10

Список литературы………………………………………………………13

Электропроводимость полупроводников.

Полупроводники занимают промежуточную область между проводниками и диэлектриками. К полупроводникам относится большинство веществ, имеющихся в природе: это - минералы, различные окислы и сульфиды, металлы - кремний, германий и др. Электрическая проводимость полупроводников колеблется в широком интервале: .

Все электронные полупроводники являются кристаллическими веществами с различными кристаллическими решетками и электронным видом электропроводности. В узлах решетки в правильном геометрическом порядке расположены атомы элементов.

Каждый атом, находящийся в узле кристаллической решетки, имеет определенное количество электронов. В случае твердого тела огромные количества атомов заполняют малый объем, так что взаимодействие атомов вызывает расщепление энергетических уровней электронов, в результате чего образуются энергетические зоны. Точно так же как состояния электронов в изолированном атоме ограничены дискретными энергетическими уровнями, состояния электронов в твердом теле ограничены дискретными энергетическими зонами.

Зона, которая образуется из внешних валентных уровней, называется валентной или заполненной зоной. Кроме валентной зоны кристалл имеет зону проводимости, которая расположена выше валентной. Эти две зоны в диэлектриках и полупроводниках разделены запрещенной зоной, т. е. зоной, в которой не может находиться ни один электрон. Графически это изображено на рис. 1.

Диэлектрики, полупроводники и металлы с точки зрения зонной теории различаются только шириной запрещенной зоны. Диэлектрики имеют широкую запрещенную зону, иногда достигающую Дж (15 эВ). При температуре абсолютного нуля электронов в зоне проводимости не имеется, но при комнатной температуре в ней уже будет некоторое количество электронов, выбитых из валентной зоны за счет тепловой энергии. В проводниках (металлах) зона проводимости и валентная зона перекрываются, поэтому при температуре абсолютного нуля имеется достаточно большое количество электронов проводимости. Полупроводники имеют небольшие запрещенные зоны, и их электропроводность сильно зависит от внешних факторов.

Рис. 1. Схема энергетических зон полупроводника.

В идеально чистом кристалле при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена электронами, а зона проводимости пуста. При приложении электрического поля к кристаллу тока не будет. В этом случае кристалл представляет собой идеальный изолятор. При увеличении температуры часть электронов приобретает достаточную энергию, чтобы преодолеть запрещенную зону и перейти на более высокие энергетические уровни - в зону проводимости. При таком энергетическом состоянии электроны уже могут свободно двигаться в кристаллической решетке, так как они освободились от влияния ядер покинутых атомов. Эти электроны становятся достоянием всего кристалла. Под действием электрического поля электроны, имеющие энергию зоны проводимости, направленно двигаются по кристаллу, создавая электрический ток. При увеличении температуры растет число электронов в зоне проводимости, т. е. увеличивается электропроводность.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: