Внутренняя структура полупроводников

• Внутренняя структура полупроводников.

            К полупроводникам  относится большое количество  веществ, которые занимают по  своим электрическим свойствам  промежуточное положение между  проводниками и диэлектриками. Важнейшим  свойством и признаком полупроводников  является зависимость их электрических  свойств от внешних условий Т, Е, р и т.д. Характерная особенность полупроводников заключается в уменьшении их удельного сопротивления с увеличением температуры. Для полупроводников характерно кристаллическое строение с ковалентной связью между атомами.

• Собственная проводимость полупроводников. Собственной проводимостью полупроводников называется проводимость, обусловленная движением под действием электрического поля одинакового числа свободных электронов и дырок, образовавшихся вследствие перехода электронов полупроводника из валентной зоны в зону проводимости.

            Под действием внешних  факторов некоторые валентные  электроны атомов приобретает  энергию, достаточную для освобождения  от ковалентных связей. 

Выход из ковалентной связи электрона на энергетической диаграмме соответствует переходу из валентной зоны в зону проводимости. При освобождении электрона из ковалентной связи в последней возникает как бы свободное место, обладающее элементарным положительным зарядом, равным по абсолютной величине заряду электрона. Такое освободившееся в электронной связи место условно назвали дыркой, а процесс образования пары получил название генерация зарядов. Дырка, обладая положительны зарядом, присоединяет к себе электрон соседней заполненной ковалентной связи. В результате этого восстанавливается одна связь (этот процесс называется рекомбинацией) и разрушается соседняя. Тогда можно говорить о перемещении положительного заряда - дырки по кристаллу. Если на кристалл действует электрическое поле, движение электронов и дырок становится упорядоченным и в кристалле возникает электрический ток. При этом дырочную проводимость называют проводимостью р-типа (positive - положительный), а электронную проводимостью n-типа (negative - отрицательной).           

 В химически чистом  кристалле полупроводник (число  примесей 1016м-3), число дырок всегда равно числу свободных электронов и электрический ток в нем образуется в результате одновременного переноса заряда обоих знаков. Такая электронно-дырочная проводимость называется собственной проводимостью полупроводника.