Электрический ток в полупроводниках

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Полупроводник - 

 

 

- вещество, у которого удельное  сопротивление может изменяться  в широких пределах и очень  быстро убывает с повышением  температуры., а это значит, что  электрическая проводимость (1/R ) увеличивается.

- наблюдается у кремния, германия, селена и у некоторых соединений.

Механизм проводимости у полупроводников

 

Кристаллы полупроводников имеют атомную кристаллическую решетку, где внешние электроны связаны с соседними атомами ковалентными связями.

При низких температурах у чистых полупроводников свободных электронов нет и он ведет себя как диэлектрик.

Полупроводники чистые (без примесей) 

 

• Если полупроводник чистый( без примесей), то он обладает собственной проводимостью

  собственная проводимость бывает двух видов:

1. электронная ( проводимость "n " - типа)
• При низких температурах в полупроводниках все электроны связаны с ядрами и сопротивление большое; при увеличении температуры кинетическая энергия частиц увеличивается, рушатся связи и возникают свободные электроны - сопротивление уменьшается.
• Свободные электроны перемещаются

противоположно вектору

напряженности эл.поля.

• Электронная проводимость

полупроводников обусловлена

 наличием свободных электронов.)

2) дырочная ( проводимость " p" - типа )

 

• При увеличении температуры разрушаются ковалентные связи, осуществляемые валентными электронами, между атомами и образуются места с недостающим электроном - "дырка".
• Она может перемещаться по всему кристаллу, т.к. ее место может замещаться валентными электронами. Перемещение "дырки" равноценно перемещению положительного заряда.
• Перемещение дырки происходит в направлении вектора напряженности электрического поля.

Общая проводимость чистого полупроводника складывается из проводимостей "p" и "n" -типов

и называется электронно-дырочной проводимостью.

Полупроводники при наличии примесей  

 

Существуют:

• 1) донорные примеси ( отдающие )

- являются дополнительными поставщиками электронов в кристаллы полупроводника, легко отдают электроны и увеличивают число свободных электронов в полупроводнике.

Это проводники " n " - типа, т.е. полупроводники с донорными примесями, где основной носитель заряда - электроны, а неосновной - дырки.

Такой полупроводник

обладает электронной

примесной проводимостью.

• 2) акцепторные примеси ( принимающие )

 

создают "дырки" , забирая в себя электроны.

Это полупроводники " p "- типа, т.е. полупроводники с акцепторными примесями, где основной носитель заряда - дырки, а неосновной - электроны.

Такой полупроводник обладает дырочной примесной проводимостью.

 

 

 

Полупроводниковые диоды

 

• Полупроводник с одним "p-n" переходом называется полупроводниковым диодом.
• При наложении эл.поля в одном направлении сопротивление полупроводника велико,в обратном - сопротивление мало.

 

Полупроводниковые диоды основные элементы выпрямителей переменного тока.

Полупроводниковые транзисторы

 

• также используются свойства" р-n "переходов

 

 

 

 

 

 

 

 

транзисторы используются в схемотехнике радиоэлектронных приборов.