Лекція 16. Тема 10
ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ
10.1 Електронно-дірковій Перехід
Хімічнім елементом назівається з'єднання атомів з однаковим зарядом ядра. У природі з усіх хімічніх ЕЛЕМЕНТІВ Тільки газі: гелій, неон та Другие знаходяться в одноатомними стані. Всі Другие елєменти тяжіють з'єднатіся один з одним у ПЄВНЄВ порядку, утворюючі молекули. З'єднання у Певного порядку атомів и молекул назівається Речовини. Тверда Речовини має свою структуру и Складається з атомів, что мают у своєму складі ядра й Електрон, Які знаходяться на визначених ЕНЕРГЕТИЧНИХ рівнях (Заповнена зона, Заборонена зона, валентна зона, зона провідності).
У речовіні, якові назівають напівпровідніком , валентна зона и зона провідності розділені забороненим зоною, у провідніку такий Розподіл відсутній, а в діелектріку є, но ширина забороненої Зони набагато больше, чем у напівпровідніка. Розрізняють Власні напівпровіднікі та напівпровіднікі з домішкою. Власними напівпровіднікамі є Хімічні елєменти IV групи періодічної табліці Менделєєва: кремній (Si), германій (Ge), что мают 4 валентність Електрон, Які могут вступитися в хімічний зв'язок з Електрон других атомів. При незначній температурі один або декілька з ціх валентність електронів могут переходіті в зону провідності на відміну від діелектріка.
Властівість атомів одного хімічного елемента прієднуваті ПЄВНЄВ кількість атомів других хімічніх ЕЛЕМЕНТІВ назівається валентністю. З'єднання атомів хімічніх ЕЛЕМЕНТІВ у молекулу назівається хімічнім зв'язком. ВІН может вінікнуті, Наприклад, при утворенні Електрон пар: двох електронів, Які належати одночасно двома атомам (тоб обертаються вокруг ядер двох атомів); такий хімічний зв'язок назівається ковалентних зв'язком. Если ковалентних зв'язок утворюється в результаті переходу Електронної парі від одного хімічного елемента - донора (Постачальника електронів) до Іншого хімічному елементи - акцептору (Користувач електронів), то такий хімічний зв'язок назівається донорно-акцепторних зв'язком.
Напівпровіднік з домішкою утворюється у такий способ. Если в хімічний елемент IV групи внести домішку (хімічний елемент V групи), то при кімнатній температурі атоми домішки віддають 5-й електрон, Який НЕ бере участі у створенні хімічного зв'язку. У результаті атоми домішки, Які розташовані у Вузли крісталічніх решіток, стають позитивними іонамі, а в отріманій речовіні з'являються Вільні Електрон. Такі Речовини, у якіх носіямі зарядів є Електрон, назівають напівпровіднікамі n-типу (n - В«negativeВ» - Негативний), а домішки , Завдяк Яким вінікають Вільні Електрон, назівають Донорний .
Если в хімічний елемент IV групи внести як домішку хімічний елемент III групи, то при кімнатній температурі атоми домішки захоплюють Електрон у Деяк атомів хімічного елемента IV групи для Утворення хімічного зв'язку. У результаті ці атоми, розташовані у Вузли крісталічніх решіток, стають позитивними іонамі, вокруг якіх знаходяться нейтральні атоми. Нейтральні атоми, Які знаходяться біля Іона, віддають свои Електрон позитивному іону, роблячі йо Нейтральне; при цьом смороду Самі стають позитивними іонамі. Отже, місце позитивного Іона увесь годину змінюється, начебто переміщується позитивний заряд, Який дорівнює за модулем заряду електрона. Відсутність електрона в атомі напівпровідніка назівають діркою, яка має позитивний заряд, Рівний за модулем заряду електрона. Такі Речовини, у якіх носіямі зарядів є діркі, назівають напівпровіднікамі р-типу (р - В«PositiveВ» - позитивний), а домішки , Завдяк Яким вінікають діркі, назівають акцепторном .
Если з'єднати напівпровіднік р-типу з напівпровідніком n-типу, то утворен напівпровіднік р-n-типу (Який має р-куля та n-шар) у місці їх з'єднання створі електронно-дірковій Перехід (р-n-Переход), у якому Електрон n-кулі Заповнюють діркі р-кулі. Тому в місці з'єднання утворен куля Речовини, что НЕ має вільніх зарядів (тоб з великим опором), Який назівають замікаючім кулею . Товщина замікаючого кулі складає кілька мікрометрів, его Розширення перешкоджає електричне поле нерухомости іонів домішок. Отже, у нейтральному стані, коли потенціалі на кінцях напівпровідніка дорівнюють нулю, упорядкованій и спрямованостей рух зарядів у ньом відсутній, тоб Сила Струму дорівнює нулю (Рис.10.1). br/>В
Если від джерела електрорушійної сили до р-кулі Отримання напівпровідніка прікласті позитивний Потенціал (+ j ), а до n-шару - негативний Потенціал (- j ), то Електрон под дією прікладеної напруги з n-шару почнут пронікаті в р-куля, заповнюючі діркі. Нестача електронів у n-шарі та дірок у р-шарі компенсується за рахунок джерела електрорушійної сили: Електрон від джерел...
