Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Полупроводник

Материал из Циклопедии
(перенаправлено с «Полупроводники»)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Полупроводник — вещество которое по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками.

Отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения.

Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Ширина запрещённой зоны полупроводников составляет несколько электрон-вольт.

Механизм полупроводимости[править]

Для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости полупроводника требуется сравнительно небольшая энергия. При этом в результате поглощения кванта энергии связь, обусловливаемая парой электронов, разрывается: один из электронов переходит в зону проводимости и в данном энергетическом состоянии валентной зоны вместо двух электронов остается один, то есть образуется так называемая положительно заряженная дырка.

При наложении электрического поля электроны, перешедшие в зону проводимости, перемещаются к аноду. В валентной же зоне электрон, находящийся рядом с дыркой, перемещается на это свобод- ное место, и освобождается новая дырка, на которую перемещается следующий электрон, оставляющий после себя дырку, и так далее.

Подобный дрейф электронов эквивалентен перемещению дырок в противоположном направлении, то есть к катоду. Таким образом, перенос электричества в полупроводниках осуществляется как электронами, перешедшими в зону проводимости, так и дырками в валентной зоне, то есть имеет место электронная (n-типа) и дырочная (p-типа) проводимость.

Число электронов, переходящих в зону проводимости и число дырок увеличивается с повышением температуры или освещенности, что и отличает полупроводники от проводников.

Факторы, влияющие на проводимость[править]

При температуре абсолютного нуля в отсутствие других внешних воздействий электроны в полупроводниках не обладают энергией, достаточной для преодоления запрещенной зоны. Поэтому полупроводник в этих условиях является диэлектриком. Чем больше ширина запрещённой зоны, тем выше должна быть температура, при которой возникает электронно-дырочная проводимость.

При наличии в полупроводниковых материалах примесей соотношение числа электронов и дырок может изменяться, то есть может усиливаться или дырочная, или электронная проводимость.

Дефекты структур кристаллов также влияют на электрическую проводимость полупроводников, обычно вызывая дырочную проводимость. В зависимости от преобладания того или иного вида проводимости различают полупроводники n-типа и полупроводники р-типа.

Вещества-полупроводники[править]

Полупроводниковыми свойствами могут обладать все кристаллы с неметаллическими связями, хотя они наиболее отчетливо проявляются у веществ с ковалентными связями малой энергии. Из простых веществ полупроводниковые свойства в обычных условиях проявляют кремний, германий, селен, теллур, бор.

Ссылки[править]