Необыкновенности строения полупроводника

Полупроводниковые приборы это приборы, деяние которых основано на использовании параметров веществ, занимающих по электропроводности положение меж проводниками и диэлектриками. Предельное противодействие: 10-6-108 Ом/м.
Их электрические характеристики зависят от наружных условий температура, освещенность. Необыкновенность увеличение электропроводности при увеличении температуры, внедрении примесей. К примеру 10-5% мышьяка в германий снижают его противодействие в 200 раз.
Основные элементы: германий, кремний, мышьяк, галлий.
Они имеют монокристаллическую структуру и кристаллическую решетку алмазного типа. Каждые атом окружен 4 атомами, находящимися в верхушках правильного тетраэдра. Атомы удерживаются в узлах решетки за счет валентных электронов. Связь между 2-мя соседними атомами осуществляется двумя валентными электронами по одному от каждого атома, они образуют ковалентную связь. Т.о. каждый атом образует 4 ковалентные связи, и наружная орбита на сто процентов заполнена имеет 8 электронов.
При близкой к безусловному нулю температуре полупроводники водят себя как диэлектрики. При температуре больше 0 , часть электронов под действием термического поля разрывает ковалентные связи и перебегает из валентной зоны в зону проводимости. При этом в валентной зоне возникают незаконченные энерго уровни, а в зоне проводимости свободные электроны. Среднее время, которое электрон находится в возбужденном состоянии (в зоне проводимости), нарекают временем жизни электрона. Одновременно с появление электрона в зоне проводимости, в валентной зоне появляется незаконченная связь дырка. Она ведет себя в электронном поле как положительный заряд, по безусловной величине одинаковый заряду электрона, и по массе предположительно равен массе электрона.
В полупроводниках без примесей происходит генерация пары носителей электрон-дырка. При наличии свободных электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне, кристалл приобретает способность проводить электронный ток. Проводимость кристалла определяется количеством электронов в зоне проводимости и количеством свободных энергетических уровней в валентной зоне. Дырка в валентной зоне может быть занята электроном, который перейдет с нейтрального атома. Там где был этот электрон появится дырка и т.д. Процесс поочередного наполнения свободной связи эквивалентен движению дырки в кристалле полупроводника. Во внешнем электрическом поле дырки дрейфуют в направлении поля, а электроны в обратном направлении. Концентрация увеличивается с ростом температуры.
В полупроводнике действуют одновременно два процесса термогенерация носителей заряда и рекомбинация эл.дырок за счет возвращения электронов из зоны проводимости. Число возникающих эл.зарядов = числу рекомбинирующих носителей. Электропроводность определяется движением электроном под деянием электронного поля.
Электропроводность проводника обусловленная генерацией его носителей заряда величается своей проводимостью.
В электронном поле движение электронов упорядочено. Полупроводники делятся на 2 типа: n-типа и p-типа. Введение примесей существенно меняет проводимость полупроводника. Процесс введения примесей именуется легирование, а приобретенный полупроводник примесный. Примесный полупроводник обладает электронами и дырками с значимым превосходством одного типа носителей. Электропроводность полупроводника обусловлена ионизацией атомов донорными либо акцепторными примесями. Примеси вводятся в взыскательно контролируемых количеством, обычно 10-4%. Полупроводники, у которых главный носитель электрон, имеют n-проводимость, примесь донорная. При внедрении 3-х валентной примеси главной носитель дырка, примесь акцепторная.
Главные носители те носители, концентрация которых преобладает. А подвижные носители, сочиняющие меньшинство неосновные.
Носители могут протекать диффузионно и дрейфово.
Диффузионный ток обусловлен электронным полем. Если к полупроводнику приложить наружнее поле, то дырки будут двигаться в направлении поля, а электрон