Электроника и основы микропроцессорной техники. Раимова А.Т - 9 стр.

      Процесс образования пары «электрон – дырка» называется генерацией
пары носителей заряда. Образовавшиеся электронно-дырочные пары могут
исчезнуть, если дырка заполняется электроном: электрон станет несвободным и
потеряет возможность перемещения, а избыточный положительный заряд иона
атома окажется нейтрализованным. При этом одновременно исчезают и дырка,
и электрон. Процесс воссоединения электрона и дырки называется
рекомбинацией. Рекомбинацию в соответствии с зонной теорией можно
рассматривать как переход электронов из зоны проводимости на свободные
места в валентную зону. Среднее время существования пары носителей заряда
называется временем жизни носителей заряда. Среднее расстояние, которое
проходит носитель заряда за время жизни, называется диффузионной длиной
носителя заряда ( L p - для дырок, Ln - для электронов).
      Для собственного полупроводника концентрация электронов ni , равна
концентрации дырок pi , ( ni = pi ).


     1.2 Примесная электропроводность полупроводников


      Если в полупроводник внести примеси он будет обладать помимо
собственной    электропроводности     еще    и   примесной.     Примесная
электропроводность может быть электронной или дырочной. Атом примеси
связывается в кристаллической решетке полупроводника ковалентными
связями. В связи участвуют не все валентные электроны, т.е. появляются
«лишние» электроны, которые менее сильно связанны с атомом примеси. Для
того, чтобы этот электрон оторвать от атома, нужно значительно меньше
энергии, поэтому уже при комнатной температуре он может стать электроном
проводимости, не оставляя при этом в ковалентной связи дырки. Таким
образом, в узле кристаллической решетки появляется положительно
заряженный ион примеси, а в кристалле - свободный электрон. Примеси, атомы
которых отдают свободные электроны, называются донорными (донорами).
      Внесение в полупроводник донорной примеси существенно увеличивает
концентрацию свободных электронов, а концентрация дырок остается такой же,
какой она была в собственном полупроводнике. В таком примесном
полупроводнике электропроводность обусловлена в основном электронами,
поэтому такую проводимость называют электронной, а полупроводники –
полупроводниками n-типа. Электроны в полупроводниках n-типа являются
основными носителями заряда (их концентрация высока), а дырки –
неосновными.
      Если в полупроводнике ввод примеси сопровождается появлением
незаполненной связи, то при незначительном повышении температуры в
незаполненную валентную связь может перейти электрон соседнего атома


                                                                        31