СОБСТВЕННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ
В основе работы полупроводниковых (ПП) приборов лежит тот факт, что высвобождение электрона сопровождается образованием дырки, причем дырка не является постоянной принадлежностью какого-то одного атома – при переходе на ее место электрона из ковалентной связи соседнего атома свободное место появляется теперь в другой ковалентной связи.
Таким образом, наряду с хаотическим движением свободных электронов происходит и xaoтическое перемещение дырок, которое сопровождается перемещением электронов с одной ковалентной связи в другую. Такое перемещение электронов напоминает передачу эстафеты.
Имеются ли положительные ионы в проводниках? Безусловно, но положительные заряды в проводниках неподвижны, в то время как дырки в полупроводниках перемещаются хаотически, как и свободные электроны.
Одновременно с процессами возникновения пар электрон - дырка при переходе электрона из ВЗ в ЗП, происходят и обратные процессы. Восстановление нейтрального атома путем захвата свободного электрона называется рекомбинацией. При данной температуре между указанными процессами устанавливается динамическое равновесие, и концентрация, т. е. число свободных электронов и дырок в единице объема, в среднем не изменяется.
При помещении ПП в электрическое поле в нем, как и в проводнике, начинается упорядоченное движение свободных электронов в ЗП, но одновременно с этим происходит и упорядоченное эстафетное перемещение электронов в валентной зоне из одной ковалентной связи в другую, которое в дальнейшем будем рассматривать как упорядоченное движение положительных зарядов — дырок.
Естественно, направление движения дырок обратно направлению движения свободных электронов, так как знаки их зарядов противоположны. Подвижные электрические заряды, являющиеся переносчиками электрического тока, принято называть носителями заряда (тока).
Следовательно, носителями электрического тока в ПП являются как отрицательные заряды — электроны (проводимость, обусловленную движением электронов, называют электроннойи обозначают буквой n), так и положительные заряды — дырки (проводимость, обусловленную движением дырок, называют дырочнойн обозначают буквой р).
Концентрация носителей заряда (электронов и дырок) в беспримесном ПП зависит от ширины ЗЗ ΔЕ , а также от температуры ПП и определяется по формуле: ,
где А – постоянный коэффициент, - постоянная Больцмана.
При комнатных температурах для германия ≈ 2,5·1013 см-3 и для кремния 2·1010 см-3.
Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 642;