Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Электропроводность примесных полупроводников в рамках модели ковалентной связи

Читайте также:
  1. Cn3D выравнивание модели
  2. I. 1.1. Пример разработки модели задачи технического контроля.
  3. I. 4.4. Анализ чувствительности математической модели и
  4. I. Стандарты Международного телекоммуникационного союза электросвязи - Сектор стандартизации (ITU-T)
  5. III. Радиорелейные средства связи
  6. III. ТИПЫ СИНТАКСИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
  7. Q: Какое определение спиральной модели жизненного цикла ИС является верным

Рассмотрим теперь механизм электропроводности полупроводника с решеткой типа алмаза, в котором один из атомов замещен атомом элемента V группы, например мышьяка в решетке кремния. Полупроводник, имеющий примеси, называют примесным, а его электропроводность, обусловленную наличием в кристалле при­меси, — примесной. У атома мышьяка пять валентных электронов. В решетке кремния четыре валентных электрона атома мышьяка вместе с четырьмя электронами ближайших атомов кремния участ­вуют в образовании ковалентной связи, как это схематически пред­ставлено на рис. 1.35, а. Пятый электрон мышьяка, не принима­ющий участие в образовании ковалентной связи, слабо связан с атомом мышьяка, так как он находится в электрическом поле электро­нов окружающих атомов кремния. При низких температурах пя­тый электрон локализован около атома мышьяка, но при повышенных температурах он может быть отщеплен от примеси и будет свободно перемещаться по кристаллу. В этом случае также соблюдается электронейтральность кристалла, так как атом мышьяка, отдавший пятый электрон, будет теперь положительным ионом.

  Рис. 1.35. Образование (генерация) свободных носителей заряда – электронов и дырок – в легированном (примесном) полупроводнике.  

Наряду с ионизацией примеси может происходить и ионизация атомов основного вещества. Но в области температур ниже той, при которой имеет место значительная собственная электропровод­ность, количество электронов, оторванных от примеси, будет зна­чительно больше количества электронов и дырок, образовавшихся в результате разрыва ковалентных связей. В силу этого доминиру­ющую роль в проводимости полупроводника будут играть электроны, поэтому их будем называть основными носителями заряда, а ды рки — неосновными носителями заряда. Такой полупроводник на­зывают электронным или п-типа, а примесь, дающую электроны, донорной или примесью п-типа.

Допустим, что в качестве примеси в кристаллическую решетку полупроводника с ковалентной связью внесены атомы элемента третьей группы периодической системы Менделеева, например алюминий в решетке кремния. Поскольку высшая валентность алюминия равна трем, то одна связь атома крем­ния будет не завершена (рис. 1.35, б).

В незаполненную связь около атома алюминия в результате теплового возбуждения может перейти электрон от соседнего атома кремния. При этом образуются отрицательный ион алюминия и сво­бодная дырка, перемещающаяся по связям кремния и, следова­тельно, принимающая участие в проводимости полупроводника. Примеси, захватывающие электроны, называют акцепторными. Для образования свободной дырки за счет перехода электрона от атома кремния к атому акцепторной примеси требуется значительно меньше энергии, чем для разрыва ковалентной связи кремния. В силу этого количество дырок значительно больше Количества свободных элек­тронов и поэтому в таком полупроводнике основными носителями заряда будут дырки, а электроны — неосновными носителями за­ряда. Полупроводник с акцепторной примесью носит название дыроч­ного или р-типа.


Дата добавления: 2015-10-23; просмотров: 133 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Материал из Википедии | В.3. Классификация веществ по удельной электрической проводимости. Основные представления о свойствах полупроводников. | Типы связей в кристаллах (конспективно) | Кристаллические решетки. Операции симметрии. | Положение и ориентация плоскостей и направлений в кристалле | Тепловые колебания атомов решетки | Поликристаллические и аморфные материалы | Фазовые диаграммы и твердые растворы | Метод Чохральского | Метод зонной плавки (безтигельный метод). |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Электропроводность собственного полупроводника в рамках модели ковалентной связи| Элементарная теория электропроводности полупроводников

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.01 сек.)