Собственная и примесная проводимости полупроводников.

Собственная проводимость полупроводников – такой тип проводимости, при котором электрический ток создается движением равного кол-ва отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных дырок. Св-ва полупроводников зависят от содержания примесей. Примеси бывают: донорные и акцепторные. Донорные примеси – примеси, поставляющие электроны проводимости, без поставления такогоже числа дырок (например, мышьяк). В полупроводниковом кристалле с донорными примесями электроны являются основными, но не единственными носителями электрического тока. Т. к. небольшая часть собственных атомов полупроводникового кристалла ионизированна и часть тока осуществляется дырками. Полупроводниковые кристаллы, в которых электроны являются основными носителями заряда, а дырки неосновными – называются электронные полупроводники или полупроводники n-типа. Акцепторные примеси – захватывающие электроны и создающие тем самым подвижные дырки, не увеличивая при этом число электронов проводимости. Полупроводники, в которых дырки являются основными носителями электрического тока, а электроны неосновными – называются дырочными полупроводниками или полупроводниками p-типа. Акцепторная примесь, например, индий.

Электронно-дырочный переход.

Принцип действия полупроводниковых приборов основан на использовании электронно-дырочного перехода p-n-перехода. Для его создания в кристалле с электронной проводимостью нужно создать область с дырочной проводимостью или наоборот. Такая область создается внесением примеси в процессе выращивания кристалла или в уже готовый кристалл. Через границу, разделяющую области кристалла с различными типами проводимости, происходит диффузия электронов и дырок. p-n-переход – это граница, рахделяющая область с электронной и дырочной проводимостью в одном монокристалле. Пограничная область раздела полупроводников с различными типами проводимости превращается в диэлектрик. Основное св-во p-n-перехода – пропускание тока в одном направлении. Если к полупроводниковому переходу приложено напряжение со знаком + к n-области, то электроны в n-проводнике и p-проводнике удаляются друг от друга, увеличивая запирающий слой. Сопротивление p-n-перехода велико, сила тока мала, от напряжения практически не зависит. Это включение p-n-перехода в обратном или запирающем направлении. Если на p-область +, то переход основных носителей облегчается. Двигаясь навстречу друг другу, основные носители заряда входят в запирающий слой и уменьшают его сопротивление. На основе электронно-дырочного перехода работают полупроводниковые приборы.

Полупроводниковый диод.Транзистор.

Изображение диода:.Одностороннюю проводимость контактов 2 полупроводников разных типов применяют для создания полупроводниковых приборов так называемых полупроводниковых диодов предназначенных для выпрямления и преобразования переменных токов. В основу работы диода положен p-n-переход. Для его создания в кристалле с электронной проводимостью нужно создать область с дырочной проводимостью или наоборот. Такая область создается внесением примеси в процессе выращивания кристалла или в уже готовый кристалл. Через границу, разделяющую области кристалла с различными типами проводимости, происходит диффузия электронов и дырок. p-n-переход – это граница, разделяющая область с электронной и дырочной проводимостью в одном монокристалле. Пограничная область раздела полупроводников с различными типами проводимости превращается в диэлектрик. Основное св-во p-n-перехода – пропускание тока в одном направлении. К достоинствам полупроводниковых диодов по сравнению с вакуумными относятся миниатюрные размеры, длительный срок службы, высокая механическая прочность, высокий КПД. А к недостаткам – зависимость от температуры. Транзистор (полупроводниковый триод). По способу изготовления мало отличим от диода. В кристалл германия с электронной проводимостью вводятся с двух противоположных сторон примесь атомов индия. Две области монокристалла германия становятся полупроводниками с дырочной проводимостью. Возникает 2 p-n-перехода на границе их соприкосновения с основным кристаллом. Средняя область кристалла – база транзистора, а две крайние – эмитер и коллектор. Транзисторы применяются для усиления тока и напряжения, в бесконтактных переключателях.