Составители:
Рубрика:
6
двумя отрезками прямых, соединяющих атомы.
При температуре абсолютного нуля все валентные электроны в кремнии
связаны. При повышении температуры часть валентных электронов приобрета-
ет тепловую энергию, достаточную для разрыва ковалентной связи, т.е. для от-
рыва от пары атомов кремния. Оторвавшийся электрон способен свободно пе-
ремещаться по кристаллу, т.е. становится свободным носителем заряда. На рис.
1.2, а показано условное изображение кристаллической решетки, а на рис. 1.2, б
– энергетическая диаграмма полупроводника с собственной электропроводно-
стью . В результате образования свободных носителей заряда кристалл кремния
приобретает свойство электропроводности.
Разорванную ковалентную связь называют дыркой. Недостаток электрона
в одной из связей означает, что атом (или пара атомов) кремния имеет положи-
тельный заряд, численно равный заряду электрона q. Следовательно, дырка об-
ладает зарядом + q.
Разорванная ковалентная
связь может быть заполнена ва-
лентным электроном одного из со-
седних атомов кремния. На месте
этого электрона вновь образуется
разорванная связь — дырка. Такой
процесс может повторяться, а это
означает, что дырка способна пе-
ремещаться по кристаллу, т.е. яв-
ляется свободным носителем за-
ряда, имеющим в отличие от элек-
трона положительный заряд.
Таким образом, разрыв одной ковалентной связи приводит к появлению
пары свободных носителей заряда − электрона и дырки − электронно-дырочной
пары. Образование свободных носителей заряда под действием тепловой энер-
гии называют термической генерацией (термогенерацией) носителей. С ростом
температуры концентрация электронно-дырочных пар в полупроводнике уве-
личивается и, следовательно, увеличивается его электропроводность. Свобод-
ные электронно-дырочные пары могут образовываться также под действием
других источников энергии, способных разрушить ковалентную связь, напри-
мер, при облучении.
У проводников — металлов — валентная зона заполнена частично, элек-
троны занимают нижнюю часть зоны, а верхние уровни валентной зоны не за-
полнены. Под действием слабого внешнего электрического поля валентные
электроны приобретают дополнительную энергию—кинетическую, заполняя в
валентной зоне незанятые более высокие уровни энергии. Это означает, что
электроны под действием электрического поля приобретают скорость и участ-
вуют в перенесении электрического заряда, т.е. протекает электрический ток.
Возможна и другая зонная структура проводника, при которой валентная зона
целиком заполнена валентными электронами, но валентная зона и зона прово-
а) б)
Рис. 1. 2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
