Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Собственная и примесная проводимости полупроводников





При повышении температуры или при облучении полупроводника лучистой энергией часть валентных электронов, получивших необходимую энергию, уходят из ковалентных связей, становясь свободными носителями зарядов, одновременно образуя незаконченные ковалентные связи-дырки.

В химически чистых полупроводниках, называемых собственными, число свободных электронов равно числу дырок. Дырка в электрическом и магнитном полях ведет себя как частица с положительным зарядом, равным заряду электрона. Незаконченную ковалентную связь может заменить свободный электрон, разорвавший ковалентную связь соседнего атома. При этом одна ковалентная связь восстанавливается, другая разрушается. Создается впечатление, что дырка перемещается от одного атома к другому в направлении противоположном электрону.

Разрывы ковалентных связей с образованием свободных электронов называют – генерацией. А восстановление ковалентных связей – рекомбинацией. Рекомбинация сопровождается выделением некоторой энергии в виде теплоты или света; генерация происходит с поглощением энергии.

При наличии внешнего электрического поля перемещение свободных электронов и дырок приобретает упорядоченный характер, электроны движутся против направления поля, дырки по направлению поля.

Проводимость, обусловленная движением свободных электронов, называется электронной n-типа (от negative), а дырочную называют проводимостью р-типа (от positive). Проводимость, осуществленная одновременно электронами и дырками называется собственной или i-типа.

Для изменения характера проводимости в чистый полупроводник вводят примеси (элементы третьей или пятой группы), мышьяк, фосфор, сурьму, применяют для получения полупроводников с преобладанием электронной проводимости, а элементы третьей группы, такие как бор, алюминий, галлий, индий, используют для получения полупроводников с преобладанием дырочной проводимости. Механизм получения примесных полупроводников «n» и «р» – типов показан на рис. 2 и 3.

 
 

 


Рис. 2 Рис. 3

Поскольку атомы примесей пятой группы являются источниками свободных электронов, такую примесь называют донорной, а полупроводник с донорной примесью – примесный проводник n-типа.

Так как атом 3-х валентной примеси (третьей группы) способен воспринять электрон для заполнения разорванной ковалентной связи, его называют акцептором, а полупроводник с акцепторной примесью – примесным полупроводником р-типа.

В примесных полупроводниках различают два вида носителей зарядов – основные и неосновные. Основные носители обусловлены примесями, неосновные – генерацией. В полупроводнике n-типа основными носителями являются свободные электроны, а неосновными – дырки. В полупроводнике р-типа – наоборот.

Полупроводниковые материалы применяются при производстве полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, тиристоров; фотоэлектронных приборов: фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов; интегральных схем.

 

Тест для самоконтроля к УЭ №1

 

Выберите правильный ответ.

1. Какие факторы создают собственную электропроводность кристалла?

а) повышение температуры;

б) ультрафиолетовое облучение;

в) влажность контактируемого воздуха. Р=3

2. Проводимость в собственных полупроводниках обусловлена ….

а) рекомбинацией; б) генерацией; в) абсорбцией. Р=3

3. Почему с повышением температуры увеличивается проводимость полупроводника?

а) вносятся дополнительные носители заряда;

б) уменьшается ширина зоны проводимости;

в) увеличивается количество пар свободных носителей заряда.

Р=3

4. От чего зависит значение примесной электропроводности кристалла?

а) от материала примеси;

б) от количества примеси;

в) от валентности примеси. Р=3

Установите соответствие.

5. К какому типу относятся:

1) кристалл германия с примесью сурьмы; а) 1), 2) к n-типу;
2) кристалл кремния с примесью бора. б) 1) к n-типу; 2) к р-типу;
  в) 1) к р-типу; 2) к n-типу.

Р=3

6. Укажите в каких полупроводниках (собственных или примесных) электропроводность выше.

а) в собственных;

б) в примесных;

в) в указанных полупроводниках электропроводность одинаковая.

Р=3

7. Назовите основные виды полупроводниковых материалов, используемых в полупроводниковой технике.

а) селен, индий, графит;

б) бор, гафний, йод;

в) кремний, германий, арсенид галлия. Р=3

8. В каких приборах применяются полупроводниковые материалы?

а) в транзисторах, тиристорах, диодах;

б) в микросхемах, фоторезисторах;

в) в резисторах, конденсаторах, трансформаторах. Р=3

 

УЭ № 2. Полупроводниковые диоды.

a b g Кt v
      0, 5  

Формы организации учебных занятий: лекция, лабораторная работа.

После изучения УЭ Вы будете:

знать:

– назначение, устройство, принцип действия диодов;

– маркировку диодов, область применения;

уметь:

– производить испытание полупроводниковых диодов.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 8694. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...


Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Билиодигестивные анастомозы Показания для наложения билиодигестивных анастомозов: 1. нарушения проходимости терминального отдела холедоха при доброкачественной патологии (стенозы и стриктуры холедоха) 2. опухоли большого дуоденального сосочка...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия