Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Домішкові напівпровідники p – типу



Домішкові напівпровідники р-типу утворюються при введенні в чистий кристал кремнію чи германію елементів третьої групи таблиці Менделєєва: бор, індій, алюміній.

Якщо один атом кремнію (Si) заміщується в кристалічній гратці одним атомом індію (In), то три валентні електрони атоми індію вступають у ковалентні зв’язки з трьома сусідніми атомами кремнію. Четвертій атом кремнію матиме незаповнений зв’язок з атомом індію, так як атом індію не має четвертого валентного електрону (рис.7.а). Незаповнений ковалентний зв’язок відповідає виникненню дірки. Дірка може бути заповнена електроном за рахунок розриву сусіднього ковалентного зв’язку. На місці вирваного ковалентного зв’язку виникає дірка, яка може переміщуватись у валентній зоні(рис.7.б).

 

а) б)

Рис.7. Площинна кристалічна гратка домішкового напівпровідника р-типу (а) та його енергетична діаграма (б)

 

Домішковий атом, який захоплює електрон для заповнення ковалентних зв'язків, називають акцептором (одержувачем). Домішки, які забезпечують домінуючу діркову провідність напівпровідників і створюють концентрацію дірок у валентній зоні набагато більшу, ніж концентрація електронів провідності, називають акцепторними домішками.

На енергетичній діаграмі явище виникнення діркової провідності можна пояснити так. Атоми акцепторів у забороненій енергетичній зоні напівпровідника створюють вакантні енергетичні рівні, які знаходяться поблизу валентної зони. Досить невеликої енергії ∆WД = WA – WV « ∆W , щоб електрони з верхніх рівнів валентної зони перемістилися на рівні домішок і заповнили відсутні зв'язки. В результаті у валентній зоні виникають надлишкові вакантні енергетичні рівні (дірки), а атоми домішок перетворюються в негативні йони (на рис.7.б показані йони домішки у вигляді прямокутників).

Нехай концентрація акцепторів дорівнює NА . Оскільки при кімнатній температурі акцепторні атоми всі йонізовані, то концентрація дірок

,

де pi– концентрація дірок, яка обумовлена йонізацією атомів основної речовини

 

Зазвичай pi « NA і тоді pp ≈ NA

За динамічної рівноваги, коли

(21)

Звідси концентрація електронів у акцепторному напівпровіднику

, (22)

тобто вона значно нижча, ніж у бездомішковому напівпровіднику. Основними носіями заряду у цьому випадку є дірки, а неосновними – електрони. Оскільки основні носії заряджені позитивно, то напівпровідник із акцепторною домішкою називають напівпровідником із дірковою електропровідністюабо напівпровідником р – типу(Positive - позитивний).

Для напівпровідників р – типу визначальною буде діркова складова провідності

, (23)

 

де (24)

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.