Главная | Обратная связь

Собственные и примесные электропроводности полупроводников

Электропроводность ПП в сильной степени зависит от присутствия в кристалле даже ничтожного кол-ва примесей. Под примесью понимают атомы с большим или меньшим числом валентных е по сравнению с атомами исходного материала.

Примесь в химически чистый материал (кремний или германий) вводится в очень малом колич-ве (на атомов исходного материала добавляется с помощью спец-ой технологии 1 атом примеси).

Рассмотрим вначале электропроводность химически чистого ПП (кремния или германия) они имеют 4 валентных электрона. Плоскостная модель кремния имеет вид:

При отсутствии примесей при Т=0К в кристалле ПП все валентные е находятся в ковалентных связях с атомами, т.е. свободных е нет. При повышении температуры атомы начинают колебаться, а те е, кот. получают под действием тепла энергию выше , выходят из ковалентной связи, становятся свобод-ми и перемещаются м/у узлами. Такие е называют подвижными носителями «-» заряда. Там, где связь порвалась, образуется избыток «+» заряда. Это место, не занятое е, называют дыркой, имеющей заряд +е. Дырка может быть занята е, но то место, откуда пришел е, становится дыркой. Дырку можно назвать подвижным носителем «+» заряда. Под­вижность е высокая, подвижность дырок низкая, т.к. дырки движутся по ковалентным связям, а е перемещается сво­бодно м/у узлами кристаллической решетки. Процесс образования пар " е - дырка" называется генерацией пар подвижных носителей заряда.

В чистых ПП количество подвижных е и дырок одинаково. Их концентрация зависит от температуры. Поэтому электропроводность чистого ПП довольно сильно зависит от температуры.

Свободный е, совершая хаотическое движение, может заполнить дырку в ковалентной связи. Такой процесс называют рекомбинацией носителей зарядов. При этом выделяется тепло либо квант света.

Направленное движение е и дырок под действием электрического поля создаёт электрический ток. е и дырки движутся в противоположном направлении, образуя электронную и дырочную составляющие тока. Этот ток называют током собственной проводимости ПП.