Электричество и магнетизм. Ч.1. Ланкина М.П - 12 стр.

   Энергия
                                                                                                                    Зона
                                                                                                                проводимости                              Свободная
                                                                                                                 электронов                                 зона
                                                                                                                ΔЕ1




                                                                                                                               Уровень акцепторов
                                                                                        Уровень доноров
                                                             Уровни свободного атома
                                                                                                          ΔЕз                                       ΔЕз
                                                                                                                                                          ΔЕ2   Зона
                                                                                                                Заполненная
                                                                                                                    зона                                    проводимости
                                                                                                                                                               дырок


                                                                                                                       Рис. 2

                                                                                             В результате переброса электронов с донорных уровней в зону
                                                                                       проводимости в полупроводнике возникает электронная примесная про-
                                                                                       водимость (проводимость n-типа).
                               Рис. 1
                                                                                             Существуют также примеси совершенно другого характера, по-
      В идеальном полупроводниковом кристалле ( без примесей и де-                     лучившие название акцепторов. Акцепторные уровни располагаются
фектов решетки) при Т=0 К валентная зона целиком заполнена электро-                    вблизи заполненной зоны. При температурах, отличных от абсолютного
нами, а зона проводимости пуста. Для участия в электропроводности                      нуля, на такие уровни могут перейти электроны из заполненной зоны
электрон должен иметь возможность за счет электрического поля при-                     ∆Е1‹∆Е3 и вероятность перехода их в зону проводимости будет меньше.
обрести дополнительную энергию, т. е. перейти на более высокий уро-                    Если на уровень акцепторных примесей перешло несколько электронов
вень.                                                                                  из заполненной зоны, то в последней останется столько же незаполнен-
      Таким образом, в электропроводности могут участвовать элек-                      ных уровней, т.е. свободных мест – дырок, сколько ушло электронов.
троны частично заполненных зон, например, зоны проводимости. Если                      Под влиянием электрического поля электроны заполненной зоны будут
электрон переходит из валентной зоны в зону проводимости, в валент-                    перемещаться против направления электрического поля. При таком
ной зоне образуется незанятое место – дырка. В отсутствие электриче-                   преимущественном перемещении электронов дырки будут заполняться
ского поля дырка беспорядочно перемещается в направлении поля, т. е.                   именно теми электронами, которые подходят к ним под действием поля,
ведёт себя как частица с положительным зарядом, равным по величине                     но эти электроны будут оставлять после себя новые дырки, которые
заряду электрона. Следовательно, дырка является носителем тока в по-                   также будут заполняться электронами. В результате такого процесса в
лупроводнике.                                                                          полупроводнике, находящемся в электрическом поле, электроны будут
      Введение в полупроводник ничтожного количества примесей чрез-                    перемещаться от отрицательного полюса к положительному, в то время
вычайно сильно увеличивает удельную электропроводность полупро-                        как дырки – в обратном направлении. Описанный тип проводимости
водников. Это объясняется тем, что электрические уровни примесных                      называется проводимостью p-типа, а полупроводники с такой проводи-
электронов располагаются вблизи дна зоны проводимости. Для перехо-                     мостью – дырочными, или полупроводниками p-типа.
дов в свободную зону примесные электроны должны повысить свою                                Таким образом, возможны два механизма проводимости: электрон-
энергию на величину ∆Е1, которая меньше ∆Е3 (рис. 2). Подобные при-                    ный и дырочный. Первый – соответствует движению электронов в сво-
месные уровни называются донорными уровнями, а сами примеси до-                        бодной зоне, второй – движению дырок в заполненной зоне.
норами.                                                                                      Два полупроводника (дырочный и электронный), приведенные в
                                                                                       соприкосновение, образуют p-n переход. Полупроводник, содержащий

                                23                                                                                               24