Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

3. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ У РІЗНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

3.4. СТРУМ У НАПІВПРОВІДНИКАХ

3.4.1. ВЛАСНА І ДОМІШКОВА ПРОВІДНІСТЬ НАПІВПРОВІДНИКІВ

Провідність чистих напівпровідників електронно-діркова (власна провідність).

За наявності в напівпровідниковому матеріалі малого процента (одна десятимільйонна доля) п’яти валентної домішки, наприклад Аs, кожний атом домішки оточений атомами основного напівпровідника. При одержанні невеликої порції енергії електрон домішки покидає свій атом — утворюється вільний електрон, а домішковий атом стає позитивним іоном, закріпленим у вузлі кристалічної ґратки (рис. 40, а).

Провідність таких напівпровідників електронно-діркова зі значною перевагою електронно - домішкова провідність електронного типу).

Така домішка називається донором («той, що дає»), а напівпровідник — домішковим напівпровідником n -типу (негативний).

За наявності в напівпровіднику тривалентної домішки (наприклад Іn) атом домішки захоплює в атома основного напівпровідника валентний електрон, тим самим поповнюючи недостатній ковалентний зв’язок. При цьому він стає негативним iоном, закріпленим у вузлі кристалічних ґраток, а в основному напівпровіднику утворюється рухома дірка (рис. 40, б).

Така домішка називається акцептором («беручий»), а напівпровідник — домішковим напівпровідником р-типу (позитивний).

Рис. 40

Провідність напівпровідників р-типу електронно-діркова з явною перевагою діркової (домішкова провідність діркового типу).

При створенні в напівпровіднику електричного поля вільні електрони рухаються до анода, а зв’язані електрони переходять від атома до атома, заповнюючи дірки. Дірки при цьому переміщуються до катода (як позитивний заряд) і замикають коло (рис. 41):

Рис. 41