Półprzewodniki

Półprzewodniki

Część III. Typy przewodności półprzewodników.

W ich zdolności do przewodzenia elektryczności, półprzewodniki zajmują pozycję pośrednią pomiędzy dobrymi przewodnikami i izolatorami. Przewodność tych materiałów różni się znacząco pod wpływem czynników zewnętrznych. Takie czynniki mogą obejmować, na przykład, temperatura i ilość zanieczyszczeń.

W niniejszej pracy, możemy wziąć pod uwagę wpływ zanieczyszczeń na przewodnictwo krzemu (Si), popularny w produkcji komponentów elektronicznych półprzewodnikowych.

Sieci krystalicznej krzemu

W stanie normalnym, atomy krzemu tworzą krata. Zewnętrzna powłoka elektronowa atomu cztery elektrony. Z ich pomocą ustawić wiązanie kowalencyjne z czterema sąsiednimi atomami.

Każdy elektronów w takich połączeniach należy do dwóch atomów w tym samym czasie. Tak więc, każdy atom w zewnętrznej powłoce elektronów w ośmiu elektronów. W rezultacie, ponieważ ostatni poziom powłoki elektronowej zakończeniu atom bardzo trudno jest go podnieść elektronów i materiał działa jak dielektryk (nieprzewodzący).

Półprzewodniki domieszkowane

W celu zwiększenia przewodności półprzewodników, zwłaszcza od zanieczyszczeń – atomów innych pierwiastków chemicznych o wartości wartościowość. Zanieczyszczenia z mniejszą liczbą elektronów walencyjnych niż półprzewodnikowych nazywa akceptantów. Zanieczyszczenia bardziej wartościowość – darczyńcy. Sam w procesie o nazwie dopingu półprzewodników.

Przybliżony stosunek – jedno zanieczyszczenie atom na milion atomów półprzewodnika.

Rodzaje przewodności półprzewodników

1. Przewodnictwo elektroniczne

Dodaj do atomu krzemu półprzewodnik arsenu pięciowartościowego (As). Cztery elektrony walencyjne, arsen ustalenia wiązania kowalencyjne c czterech sąsiednich atomów krzemu. Na piątym wartościowości par elektron pozostanie i będzie się słabo związany z atomem.

Pod wpływem pola elektromagnetycznego, takich elektronów jest łatwo indywidualny i jest wciągany do zamówionej ruchu naładowanych cząstek (prąd elektryczny). Atom że traci elektrony się dodatnio naładowany jon obecnością wolnego naborze – otwór.

Pomimo obecności otworów krzemu półprzewodnikowego domieszkowanego arsenem, głównymi nosicielami są elektrony bezpłatny. To się nazywa przewodność elektronicznej. i elektronicznie półprzewodnika – półprzewodnik typu N.

2. Przewodnictwo dziura

Przedstawiamy krystalicznie trójwartościowego atom krzemu indu (In). Indu ustalenia wiązania kowalencyjne z zaledwie trzech sąsiadujących atomów krzemu. Na czwartym „bliźniego”, w Indiach brakuje jednego elektronu. Ten brakujący elektron może być zrobione z sąsiednich indu atom wiązanie kowalencyjne atomów krzemu.

Indu atom się jon o ładunku ujemnym, a wiązanie kowalencyjne jest utworzony sąsiednimi atomami wakat (otwór). Z kolei ta lokalizacja może skakać z sąsiedniego wiązania kowalencyjnego elektronów. Rezultatem jest chaotyczna otwory wędrówki w krysztale.

Jeśli półprzewodników umieścić w polu elektromagnetycznym, ruch dziur zostanie zamówione, to znaczy prąd występuje. Tak więc, przewodność dziura. P typu półprzewodnikowego nazywa P typu półprzewodnikowego.

PN-węzeł

Połączonych ze sobą materiałów typu P i N-Typ, na ich skrzyżowaniu otrzymujemy region przejściowy elektron-dziura (PN-skrzyżowania). Występujących w obrębie PN-przejściowych procesów fizycznych między elektronów otwory, stanowiły podstawę zasady działania urządzeń półprzewodnikowych.

Share →