Электротехника и электроника. Брякин Л.А. - 85 стр.

ально, например, атомами примесей), на которых могли бы находиться элек-
троны. Ширина запрещённой зоны у используемых в настоящее время в каче-
стве полупроводников материалов лежит в диапазоне от 0,1эВ до 3эВ (элек-
тронвольт).
    В запрещенной зоне можно определить для полупроводников уровень
Ферми. Уровень Ферми это энергетический уровень, вероятность появления
электрона на   котором равна 1/2. Для полупроводника положение уровня
Ферми определяется концентрацией носителей заряда. Если использовать ве-
роятностную функцию Ферми, то можно заметить, что при температуре близ-
кой к нулю полупроводник превращается в хороший диэлектрик. С ростом
температуры увеличивается вероятность попадания электронов в зону прово-
димости и появляется электропроводность у полупроводников.
    Известно, что в полупроводниках Ge, Si имеется по четыре валентных
электрона, которые при сближении атомов в составе вещества образуют но-
вые, ковалентные связи. Это приводит к тому, что совокупная энергия систе-
мы оказывается минимальной и система оказывается устойчивой.
    При разрушении ковалентной связи электрон оказывается в зоне прово-
димости и образует свободный носитель заряда. Нарушенная ковалентная
связь называется «дыркой», она ведет себя подобно положительному заряду. В
результате разрушения ковалентной связи генерируется пара электрон-дырка,
процесс зарождения свободных носителей заряда называется генерацией.
Процесс генерации в полупроводниках может происходить под действием
температуры, света, электрического поля (ударной ионизации) и под действи-
ем какого-либо излучения.
    Обратный процесс называется рекомбинацией, когда свободный электрон
восстанавливает ковалентную связь. Чтобы повысить быстродействие полу-
проводниковых приборов для обеспечения меньшего времени рекомбинации
используют специальные центры рекомбинации – примеси, разрешённые
энергетические уровни которых располагаются в запрещённой зоне исходного
полупроводника.