СОБСТВЕННАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

В полупроводнике существует электропроводность двух видов:

1) электронная – это движение электронов в ЗП;

2) дырочная – это движение дырок в ВЗ.

Дырка – это свободный энергетический уровень в ВЗ, оставшийся на месте ушедшего электрона. Она имеет положительный заряд, равный по величине заряду электрона. Дырка может быть заполнена другим электроном – валентным, перешедшим от соседнего атома или свободным. В первом случае исчезает одна дырка, но появляется другая в валентной оболочке соседнего атома, в результате чего дырка будет перемещаться в направлении, обратном движению электронов.

Процесс образования пары электрон проводимости - дырка проводимости называется генерацией.

Процесс исчезновения пары электрон проводимости - дырка проводимости называется рекомбинацией (рис.6).

Рисунок 6 – Образование собственной электропроводности

Механизм дырочной проводимости отличается от электронной. При дырочной проводимости перемещаются электроны, но на ограниченные расстояния – от данных атомов к соседним.

Проводимость, обусловленная движением электронов в ЗП называется п- проводимостью, а движение дырок в ВЗ – р- проводимостью.

Если к полупроводнику приложить напряжение, то под воздействием созданного им электрического поля в полупроводнике свободные электроны будут перемещаться (дрейфовать) в сторону положительного электрода. В результате этого в цепи будет протекать обычный электронный ток (см. рисунок 7).

Одновременно с этим к положительной пластине будет перемещаться валентные электроны из ковалентной связи соседних атомов. На месте электрона возникает дырка. В образовавшуюся дырку с другой ковалентной связи атомов перейдет свободный электрон и т.д., дырка перемещается от одного края к другому, при этом образовывается ток, получивший название – дырочный.

Таким образом, в полупроводнике существует два типа токов, противоположных друг другу.

Движение носителей заряда под действием электрического поля называют дрейфом носителей, а ток проводимости – дрейфовым током.

(3)

Ток дрейфа имеет электронную и дырочную составляющие. Плотность зависит от концентрации носителей заряда, их подвижности и напряженности электрического поля.

Рисунок 7 – Протекание токов в ПП