Эйнштейн

Полупроводники

К полупроводникам относятся материалы, которые по своей способности проводить электрический ток занима­ют промежуточное место между проводниками и диэлект­риками. В полупроводниках в отличие от металлических проводников очень мала концентрация свободных элект­ронов. Поэтому удельное электрическое сопротивление у полупроводников большое, но оно меньше, чем у диэлект­риков.

У полупроводников электроны наружных атомных оболочек достаточно сильно связаны с ядром атома. Что­бы оторвать (сделать свободными) эти электроны от яд­ра, требуется сообщить им извне определенную энергию, после чего под действием электрического поля они могут перемещаться в полупроводнике, создавая электрический ток. Поэтому электрическое сопротивление полупроводников зависит от температуры, освещенности, напряженнос­ти электрического или магнитного поля, а также от ра­диоактивного облучения и других подобных факторов.

* Имеющиеся в полупроводнике свободные электроны и электроны, потерявшие под действием внешних факторов связь со своими ядрами, обусловливают электронную проводимость (га-проводимость) полупроводников. Мес­то, освободившееся от перехода в свободное состояние электрона, называется электронной дыркой. Дырка, за­полняется электроном соседнего атома, в результате чего образуется новая дырка, которую занимает электрон со­седнего атома. Таким образом, дырки как бы перемеща­ются в направлении, противоположном перемещению электронов, обусловливая дырочную проводимость (p-проводимость) полупроводника.

В химически чистых полупроводниковых материалах образование свободных электронов и дырок происходит одновременно, парами, и поэтому концентрация электро­нов и дырок в них одинакова. Введение в полупроводник примесей даже в ничтожном количестве изменяет кон­центрацию электронов и дырок в нем, вследствие чего такой полупроводник обладает преимущественно элек­тронной или дырочной проводимостью.

Соединенные непосредственно между собой полупро­водники, обладающие различной проводимостью, обра­зуют полупроводниковый прибор (некоторые из них со­стоят из соприкасающихся •полупроводникового кристал­ла и металла). В месте соприкосновения полупроводников различной проводимости концентрация электронов и дырок меньше, чем в других зонах полупроводников. Это объясняется тем, что электроны из области с n - проводимостью переходят в пограничную область с p - проводимостью и заполняют дырки (происходит явление, которое называется рекомбинацией). Поэтому в пограничном слое создается контактная разность потенциалов, что препят­ствует движению носителей зарядов (электронов и ды­рок) из одной области в другую.

Пограничный слой (его толщина измеряется десяти­тысячными долями миллиметра) называется электронно-дырочным переходом или запорным слоем. Электриче­ский ток может проходить через электронно-дырочный переход лишь при определенных условиях.

 Книга: "Практикум по электротехнике"

Автор: "В.А.Поляков" 

Комментарий оставляем тут