Понятие полупроводников и механизмов их проводимости

Полупроводник -материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводником и диэлектриком и отличается от проводника сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения. Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. Так как, образуя кристаллы, атомы полупроводников устанавливают ковалентные связи, электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома. Эта энергия появляется в них при повышении температуры и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. В процессе повышения температуры количество свободных электронов возрастает — удельное сопротивление падает. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1, 5 — 2 эВ. Во время разрыва связи между электроном и ядром появляется свободное место в электронной оболочке атома. Это обуславливает переход электрона с другого атома на атом со свободным местом. На атом, откуда перешел электрон, входит другой электрон из другого атома и т. д. Это обуславливается ковалентными связями атомов. Таким образом, происходит перемещение позитивно заряженного атома без перемещения самого атома. Этот процесс назвали «дыркой».

Дырочно-электронный переход в полупроводниках

Дырочно-электронный переход-область контакта двух полупроводников с различным типом проводимости, а также полупроводника и металла.Рассмотрим полупроводник, в котором имеются две области: электронная и дырочная.В первой–высокая концентрация электронов, во второй–высокая концентрация дырок. Согласно закону выравнивания концентрации электроны стремятся перейти из n– области,где их концентрация выше в p–область, дырки же–наоборот(диффузия). Выравниванию концентраций мешают силы возникающего внутреннего электрического поля.Дырки,уходящие из p – области оставляют в ней отрицательно ионизированные атомы,а электроны уходящие из n области– положительно ионизированные атомы=>дырочная область становится заряженной отрицательно, а электронная–положительно.Между областями возникает электрическое поле созданное двумя слоями зарядов. Если внешнее напряжение приложено плюсом к p–области, а минусом к n–области, то электрическое поле источника будет направлено навстречу полю p–n перехода и ослабит его действие.При этом увеличится диффузионный ток.