Полупроводники. Собственные и примесные полупроводники

Для полупроводников характерна двойственная природа носителей Z. Переход электронов их валентной зоны в зону проводимости сопровождается появлением «+» -но заряженной электронной вакансии в валентной зоне. Их называют дырками.

Если проводимость обусловлена движением электронов, то это проводимость n типа, а если движением дырок – p типа. А проводники соответственно электронными и дырочными. Если количество электронов и дырок совпадает, то полупроводник – собственный. Собственная проводимость характерна для достаточно чистых проводников. Наличие примесей может вызывать в полупроводниках проводимость n или р типа. Примесь, вызывающая преобладание электронов – донорная. Оно формирует заполненный электронами уровень в запрещенной зоне вблизи дна зоны проводимости.

Если примесь формирует дырочную поверхность, ее называют акцепторной. Она формирует дополнительные пустые уровни вблизи потолка валентной зоны.

69. Зависимость проводимости полупроводников от t°

t°-ая зависимость проводимости любого материала определяется зависимостью концентрации и подвижности носителей Z. В полупроводниках подвижность зависит от t° по слабому степенному закону.

В полупроводниках концентрация носителей Z зависит от t° очень сильно и в сравнении с ней t° - ая зависимость подвижности играет слабую роль. Атомы при своих колебаниях передают Е не только друг другу, но и электронам, т.е. электроны приобретя дополнительную Е могут преодолевать запрещенные энергетические пространства.

Число тепловых возбужденных электронов в единицу времени определяется соотношением:

exp(- , где - коэффициент, зависящий от частоты столкновений электронов и атомов; - количество электронов у потолка валентной зоны и запрещенной зоны соответственно.

Если считать, что удельная проводимость полупроводников с t° изменяется по тому же закону, что и концентрация носителей, то для нее справедливо уравнение Аррениуса:

, где - удельная проводимость при t° .

Для собственных полупроводников: ;

Для донорных полупроводников: ;

Для акцепторных полупроводников: .