Question

Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход

Answer 1

Полупроводники это неметаллы, занимающие по проводимости промежуточное положение между проводниками и изоляторами. Собственная проводимость мала и растет с ростом температуры (в отличие от проводников). Собственная проводимость бывает электронная (электроны - носители) и дырочная, которая в принципе тоже электронная, но электрон скачет от одной "дырки" (атома решетки с недостающим электроном) к другой и создается впечатление, что движется именно дырка.

Если легировать (вводить специальные примеси) в полупроводник, то его проводимость растет.Для облегчения рассуждений возьмем конкретный полупроводник - кремний. В его атоме во внешней (слабо связанной с ядром) оболочке 4 электрона. Если легировать его, к примеру мышьяком, с 5 электронами, то каждый электроны внешней оболочки примеси образует с атомом кремния 4 ковалентные связи, а один электрон высвобождается, в легированной зоне появится избыток электронов и обеспечена электронная проводимость. Такая примесь и проводимость называются донорными. Если легировать трехвалентным веществом, например индием, то появляется избыток "дырок" - дырочная проводимость.

Но самое интересное и важное в том, что если создать границу, с одной стороны которой на полупроводнике электронная проводимость, а с другой дырочная, то создается электронно-дырочный (специалисты говорят p-n переход) переход. Он обладает свойством пропускать постоянные ток в одном направлении, запрещая его в противоположном. Этот переход, собственно и есть полупроводниковый диод. На этом свойстве основано и изготовление транзисторов, интегральных схем и так далее.

Answer 2

Электрический ток в полупроводниках

Электрический ток в полупроводниках возникает благодаря движению электронов и дырок под воздействием электрического поля. Полупроводники обладают особенностями, которые отличают их от проводников и изоляторов. В полупроводниках, таких как кремний и германий, электроны в валентной зоне могут переходить в зону проводимости при получении энергии.

Собственная и примесная проводимость полупроводников

Полупроводники могут иметь как собственную проводимость, так и примесную проводимость.

Собственная проводимость возникает благодаря тепловому возбуждению электронов из валентной зоны в зону проводимости. В этом случае, полупроводник обладает некоторой базовой проводимостью при комнатной температуре. Однако, собственная проводимость полупроводников обычно невелика и может быть усилина путем добавления примесей.

Примесная проводимость возникает при добавлении примесей в полупроводник. Примеси могут быть либо донорными, либо акцепторными. Донорные примеси добавляют свободные электроны в полупроводник, что увеличивает его проводимость. Акцепторные примеси создают дырки в валентной зоне, которые также способствуют проводимости полупроводника.

Электронно-дырочный переход

Электронно-дырочный переход - это граница между областью полупроводника с избытком электронов (зоной проводимости) и областью с избытком дырок (валентной зоной). При этом переходе происходит диффузия электронов из зоны проводимости в валентную зону, а также диффузия дырок в противоположном направлении.

Электронно-дырочный переход играет важную роль в полупроводниковых устройствах, таких как диоды и транзисторы. В диодах, например, электронно-дырочный переход позволяет контролировать поток электрического тока в зависимости от направления приложенного напряжения.

Примечание: Для более подробной информации и точных цитат, пожалуйста, обратитесь к соответствующим источникам