• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Напівпровідники п-типу

Ідеально чистих напівпровідників у природі не існує, а найменші сліди домішок докорінно змінюють їх властивості. Розглянемо вплив домішок на прикладі дуже важливих для техніки напівпро­відників германію чи кремнію.

Якщо невелику частину атомів чотиривалентного германію чи кремнію в їх кристалічних ґратках замінити п'ятивалентними ато­мами миш'яку As (Арсену) або сурми Sb (стибію), то чотири з п'я­ти валентних електронів атомів домішки утворять міцні ковале­нтні зв'язки із сусідніми атомами германію (кремнію), а п'ятий електрон атома домішки зв'язаний з атомами германію (кремнію) дуже слабо і навіть за кімнатної температури за рахунок тепло­вого руху переходить у зону провідності, тобто стає вільним

Рис. 4.3. Виникнення вільного електрона в кристалі напівпровідника п-типу (а) і відображення цього процесу на енергетичній діаграмі (б)

(рис. 4.3, а). При цьому домішковий атом стає позитивно заря­дженим іоном, а його енергетичний рівень розташований у забо­роненій зоні і ближче нижньої межі зони провідності (рис. 4.3, б). На рисунку схематично зображено чотири таких позитивних іо­нів у вигляді кружечків з хрестиками в середині. Оскільки вплив п'ятивалентних домішкових атомів миш'яку або сурми на чотиривалентні атоми германію або кремнію якісно однаковий, то в подальшому розглядатимемо тільки напівпровідник германій з до­мішками миш'яку.

Майже кожен атом домішки миш'яку спричинює утворення одного вільного електрона. Дірка при цьому не створюється, тому що іон миш'яку міцно зв'язаний з чотирма сусідніми атомами германію подвійними зв'язками і перехід електронів від сусідніх ней­тральних атомів германію до іонів миш'яку унеможливлюється.

Кількість електронів, яка переходить під дією теплової чи ін­шої енергії з домішкового рівня в зону провідності в багато разів перевищує ту кількість електронів, що переходить в зону провідності з валентної зони, тому що енергія зв'язку домішкового електрона дорівнює 0,01 еВ, а власного - 0,7 еВ, тобто . Отже, кількість електронів у кристалі чотиривалентного матеріалу за внесення п'ятивалентної домішки в багато ра­зів перевищує кількість дірок. Тому такий напівпровідник має, головним чином, електронну провідність, яку названо провідніс­тю я-типу (від слова negativ) і є «-напівпровідником, а домішка, що віддає електрони, називається донорною. Хоча кількість ато­мів домішки дуже незначна - приблизно 1 атом на 10⁷ - 10⁸ атомів германію провідність германію за рахунок домішки за кімнатної температури зростає в багато разів.

Читайте також:

1. Б.) Напівпровідники.
2. Впровадження домішки у напівпровідники шляхом іонної імплантації
3. Домішкові напівпровідники
4. Провідники, діелектрики, напівпровідники
5. Провідники, діелектрики, напівпровідники
6. Розподіл електронів по енергетичних зонах. Валентна зона і зона провідності. Метали, діелектрики і напівпровідники

Переглядів: 3034