Тема: Електричний струм у напівпровідниках. Електропровідність напівпровідників

Широкий клас речовин, які за своїм питомим опором займають проміжне місце між провідниками і діелектриками, називають

До напівпровідників належать 12 хімічних елементів: B, C, SI, Ge, Sn, P, As, Sb, Se, Te, I

Здатність будь якої речовини проводити електричний струм під дією електричного поля називають

Тип провідності зумовлений видом носіїв струму. Метали мають електронну провідність, так як носіями струму в них являються електрони. В електролітах носіями струму є вільні позитивні і негативні йони, тому в них йонна провідність.

Напівпровідники мають основні такі властивості: 1.Електпровідність напівпровідників дуже залежить від стану речовини (температура, освітлення, наявність домішок, тощо). 2. З підвищенням температури електричний опір напівпровідників на відміну від металів різко спадає. 3. Струм у напівпровідниках зумовлений напрямленим рухом електронів, а не йонів.

Опір напівпровідника зменшується з підвищенням його температури. Електричний опір залежить від ступеня освітлення. Під час освітлення напівпровідника сила струму в електричному колі значно зростає. Це свідчить про зменшення опору напівпровідника під дією світла

Залежність опору напівпровідників від освітлення і нагрівання залежить від внутрішньої будови цих матеріалів.

Ge –германій. Порядковий номер 32. Чотири електронні оболочки мають 32 електрони: на першій оболонці найближчої до ядра -2 електрони, на другій-8, на третій-18, на четвертій-4 електрони. Електрони трьох внутрішніх оболонок мають стійкі конфігурації і не беруть участі в хімічних реакціях. Електрони зовнішньої оболонки слабко звязані з ядром атома.Їх називають валентними електронами. Валентність Ge дорівнює 4.

При зближенні одного атома з іншим їх валентні електрони внаслідок слабкого звязку із своїми ядрами легко взаємодіють, утворюючти стійкий хімічний звязок, який називають

За низьких температур усі валентні електрони атомів зайняті у ковалентних звязках, тобто не є вільними. Через брак вільних електронів напівпровідники за низьких температур поводять себе, як діелектрики. Для того, щоб напівпровідник проводив струм, треба розірвати парноелектронні звязки, тобто звільнити електрони.

Під час нагрівання або освітлення кристалу деякі електрони набувають надлишкової енергії і стають вільними. Чим більше нагрівається або освітлюється напівпровідник, тим більше в ньому зявляється вільних електронів і тим більшою стає його електрична провідність, тобто зменшується опір напівпровідника.

Електрон, що звільнився покидає своє місце, яке було у системі звязків між атомами. У цьому місці утворюється вакансія, тобто незаповнений електронний звязок, яку називають діркою. Дірка поводиться як позитивний заряд.Заряд дірки за значенням дорівнює заряду електрона. Дірка може захоплювати електрон від сусіднього звязку, де завдяки цьому виникне нова дірка, тоді як первісна дірка зникає. Це еквівалентно переміщенню дірки в просторі, тому вона може рухатисьу кристалі подібно до вільного електрона. Електричне поле впорядковує рух як вільних електронів, так і дірок.Позитивні дірки почнуть рухатись до негативного полюса джерела- катода,а вільні електрони – до позитивного полюса- анода. У кристалі напівпровідника виникає електричний струм, зумовлений рухом носіїв двох типів, тобто діркова і електронна провідність.

Провідність хімічно чистих напівпровідників, яка виникає під час їх нагрівання або освітлення, називають

Провідність напівпровідників, зумовлену наявністю домішкових атомів, називають

Розрізняють електронну домішкову провідність, діркову домішкову провідність.

Домішки, що легко віддають електрони, І, отже, збільшують кількість вільних носіїв називають