Примесная проводимость полупроводников. проводники p-типа и n-типа
Примеси других атомов довольно существенно влияют на свойства полупроводников. Рассмотрим, что произойдет, если в кристалле чистого силиция некоторые атомы в кристаллической решетке заменить атомами пятивалентного элемента, например фосфора (рис.
8.9).
На внешней оболочке атома фосфора находятся 5 валентных электронов. Четыре из них принимают участие в создании ковалентных связей с соседними атомами силиция, а пятый, даже при довольно низкой температуре, теряет свою связь с атомом фосфора.
Электрон становится свободным, но дырка на его месте не образуется.
Следовательно, в кристалле окажется определенное количество свободных электронов. Такие полупроводники получили название полупроводников с проводимостью n-типа основными носителями заряда которых являются отрицательно заряженные частицы — электроны.
Примеси, создающие в полупроводниках проводимость n-типа, называют донорными (от лат. dono — «дарю»).
Атом примеси при возбуждении отдает (теряет) электрон, который становится электроном проводимости. В полупроводниках n-типа количество свободных электронов всегда значительно превышает количество дырок независимо от температуры.
Если в кристалл силиция ввести часть атомов трехвалентного элемента, например индия (рис. 8.10), то получается полупроводник p-типа.
Атом индия имеет три валентных электрона. Все они принимают участие в создании ковалентных связей между атомами в кристалле.
Но поскольку одна связь остается незанятой, то в этом месте возникает дырка. Если такой полупроводник включить в электрическую цепь, то в ней возникнет ток.
Носителями заряда в этом случае будут электроны связи, хотя создается впечатление, будто двигаются положительно заряженные частички — дырки.
Примеси, вызывающие в полупроводниках проводимость p-типа, называют акцепторными.
Акцептор (лат. acceptor) — получатель. Акцептор способен захватывать электрон от других атомов.
Если в кристалле полупроводникового вещества с собственной проводимостью образовать участки с проводимостями p- и n-типа, например с помощью внесения примесей, то на их пределе появляется так называемый p-n-переход, имеющий чрезвычайно важные свойства.
