Полупроводники

Полупроводники
Полупроводниковые материалы занимают промежуточное положение между изоляторами и проводниками. Сопротивление полупроводников значительно зависит от изменения температуры. Если рассмотреть атомную структуру полупроводникового материала при достаточном уровне энергии, обеспеченной, например нагреванием, то оказывается, что электроны будут оторваны от своих атомных ядер, а на месте каждого из электронов останется дырка. При воздействии электрического поля в полупроводнике начинает протекать электрический ток, который можно рассматривать как движение электронов в одном направлении или движение дырок в противоположном направлений, В случав абсолютно чистого, или собственного, полупроводника количество дырок и количество свободных электронов равны между собой. Наиболее широко используются два полупроводниковых материала - германий и кремний, которые являются элементами IV группы периодической системы Д. И. Менделеева. Однако в настоящее время все большее применение находит такой материал, как арсенид галлия.

Если полупроводник легирован каким-либо элементом V группы, например мышьяком, то равенство числа свободных электронов и дырок будет нарушено: свободных электронов в таком полупроводнике больше, чем дырок. Электрический ток через такой материал в основном состоит из потока электронов одного направления и сравнительно небольшого количества дырок, движущихся в противоположном направлении. В этом случае электроны называют основными, а дырки - неосновными носителями. Полупроводниковые материалы, легированные элементами V группы, известны как полупроводники типа п, поскольку основные носители обладают, отрицательным (англ. negative) зарядом.

Аналогичное положение имеет место, если полупроводник легирован элементом III группы, например индием. В этом случав количество дырок превышает количество свободных электронов и дырки являются основными носителями. Поскольку основные носители имеют положительный (англ. positive) заряд, такие материалы называют полупроводниками типа р. При изготовлении полупроводниковых приборов часто требуется строго контролировать количество введенных в полупроводник примесей. Сильнее легированный материал имеет более низкое удельное сопротивление. Такие материалы, содержащие большое количество примесей, обозначают символами n+ и p+.

Подразделы:

Полупроводниковые диоды на p-n переходе

Ток утечки, обратный ток в p-n переходе

Переходный процесс в диодах

Обзор типов полупроводниковых диодов