ВЛАСНА І ДОМІШКОВА ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ
Значно більшу провідність мають НП з домішками, до того ж її характер залежить від виду домішок.
Провідність, викликана присутністю в кристалі напівпровідника домішок з атомів з іншою валентністю, називається домішковою.
Домішка, що віддає вільні електрони, називається донорною. НП з переважаючою кількістю вільних електронів має назву НП з електронною провідністю, або НП n-типу. Вільні електрони залишають у вузлах кристалічних граток нерухомі позитивно заряджені іони, що створюють у кристалі позитивний об'ємний заряд (рис.2).
Рисунок 2 – Кристалічні гратки германію з донорною домішкою
Речовини, що відбирають електрони називають акцепторами («акцептор» - означає той, що «приймає»), а НП з переважною кількістю дірок - НП з дірковою провідністю, або p-типу (рис.3). У валентній зоні утворюються рухомі дірки, а атоми домішки перетворюються у негативні іони.
Рисунок 3 - Кристалічні гратки германію з акцепторною домішкою
Переважаючі у НП рухомі носії заряду мають назву основних, решта -неосновних.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:
1 Назвіть основні специфічні особливості напівпровідника.
2 На які властивості НП впливає ширина забороненої зони?
3 Що таке дірка? У чому полягає відмінність дірки і іонізованого атома?
4 Який провідник називають домішковим?
5 Від чого залежить електропровідність домішкових НП?
6 Що таке основні і неосновні носії заряду? Як зв'язані між собою їх рівноважні концентрації?
|
|
|
7 Що таке власна провідність НП? Чи може домішковий НП володіти власною провідністю?
ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.
ЛЕКЦІЯ № 2 (2 год.)
ТЕМА 1.2 Фізичні основи роботи електронно-діркового переходу
МЕТА:
- навчальна: ознайомити студентів з утворенням і властивостями p-n – переходів при відсутності і наявності зовнішньої напруги (пряме і зворотне включення p-n – переходів), а також вміти пояснити температурну залежність провідності домішкових напівпровідників;
- розвиваюча: розширити світогляд студентів, поглибити вивчене для систематизації та узагальнення фундаментальних знань щодо утворення і властивостей p-n – переходів при відсутності і наявності зовнішньої напруги, розвивати вміння самостійно застосовувати знання до вирішення практичних завдань;
- виховна: виховувати увагу, логічне мислення, впевненість у вирішенні практичних завдань:
ОБЛАДНАННЯ: дошка, схеми
ПЛАН
1 Утворення та властивості p-n-переходу.
2 Властивості p-n-переходу при наявності зовнішньої напруги.
ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ
УТВОРЕННЯ ТА ВЛАСТИВОСТІ p-n- ПЕРЕХОДУ
р-n - переходом називається вузька зона на межі між шарами НП р- і п-типу, яка зображено на рис. 4. Фізичні процеси, що відбуваються у р-п переході, визначають параметри та характеристики більшості НП приладів.
|
|
|
Рисунок 4 – Утворення на межі між шарами р- та n-типу р-n – переходу з потенціальним бар'єром φк
У напівпровідниках діють дрейфовий ідр і дифузійний струми ідиф.
Дифузійний ідиф зумовлений рухом основних носіїв зарядів (внаслідок протікання ідифвідбувається рекомбінація рухомих основних носіїв зарядів), тобто причиною появи ідиф є різниця концентрації носіїв.
Дрейфовий струм ідр зумовлений рухом неосновних носіїв зарядів Причиною появи дрейфового струму ідр (струм провідності) є різниця потенціалів між двома НП.
У сталому становищі
ідиф + ідр = 0. (1)
Ця рівновага настає за певної контактної різниці потенціалів, що визначається величиною об'ємного заряду і називається потенціальним бар'єром φк.
Величина φк залежить від матеріалу НП і його температури. Для германію φк = (0,4 - 0,6) В, для кремнію φк = (0,6 - 0,8) В.
Зона об'ємного заряду - це й є електронно-дірковий перехід (р-пперехід). Ширина його, позначена як L, вимірюється десятками мікронів. Оскільки у р-п переході відсутні рухомі носії зарядів (він заповнений нерухомими іонами), то його електричний опір дуже великий.
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 510; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!