Полупроводники

Полупроводники
Полупроводники – элементы IV группы таблицы Менделеева
Наиболее часто используются Ge,Si
При нагревании полупроводников их электрическое сопротивление падает, а не возрастает, как у металлов
R
T
T
R
Проводники
Полупроводники

Строение полупроводников
При небольшой температуре все атомы полупроводника жестко связаны ковалентной парноэлектронной связью. Свободные носители заряда отсутствуют, и сопротивление полупроводника бесконечно высоко

Строение полупроводников
При нагревании часть связей разрывается и некоторые электроны становятся свободными. На том месте, где были электроны, появляются положительные заряды - дырки
+
+
+
Свободные
электроны
Дырки

Строение полупроводников
Под действием электрического поля электроны начинают двигаться в одну сторону, а дырки – в противоположную, и через полупроводник течет ток.
+
+
+
+
-

Строение полупроводников
Для обогащения полупроводника свободными электронами используют донорные примеси – пятивалентный мышьяк As.
Полупроводники с избыточными электронами называются полупроводниками
n-типа

Строение полупроводников
Для обогащения полупроводника свободными дырками используют акцепторные примеси – трехвалентный индий In.
Полупроводники с избыточными дырками называются полупроводниками
P-типа
+

Примесная проводимость
+
«Лишние электроны в полупроводниках n-типа и «лишние»
дырки в полупроводниках р-типа обеспечивают
ПРИМЕСНУЮ ПРОВОДИМОСТЬ

Электронно-дырочный переход
При сплаве двух полупроводников разного типа на их границе возникает электронно-дырочный переход (p-n – переход)
При отсутствии напряжения на краях полупроводника в месте перехода существует собственное поле Е’, зона перехода обеднена носителями заряда и имеет большое сопротивление
p
n
p
n
Е’
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
Запирающий слой

Электронно-дырочный переход
При подключении к краям полупроводника напряжения таким образом (прямое подключение), через зону перехода течет ток, она сужается и ее сопротивление резко падает. Через полупроводник идет большой ток.
При обратном включении внешнее поле усиливает поле запирающего слоя, запирающий слой увеличивается в размерах. Через полупроводник ток почти не идет.
p
n
+
-
I
p
n
+
-