них схем. Ступінь відмінності залежить від щільності поверхні станів N SS . Характеризується кількістю додаткових рівнів у приповерхневому шарі на одиницю площі.
1.5 Домішкові напівпровідники
Якщо в кристал германію або кремнію додати домішка елементів третьої чи п'ятої груп таблиці Менделєєва, то такий напівпровідник називається домішковим. Домішки можуть бути донорного і акцепторного типів. p align="justify"> домішкових атомів, що створює в забороненій зоні енергетичний рівень, зайнятий у збудженому стані електронами і віддає у збудженому стані електрон в зону провідності, називають донором.
домішкових атомів, що створює в забороненій зоні енергетичний рівень вільний від електронів в збудженому стані і здатний захопити електрон з валентної зони при порушенні, створюючи дірки у валентній зоні, називають акцептором.
Розглянемо освіта домішкових напівпровідників.
При внесенні в попередньо очищений кремній, германій домішки пятивалентного елемента - донора (фосфор Р, сурма Sb, миш'як As) атоми домішки заміщають основні атоми у вузлах кристалічної решітки (рисунок 1.13, а).
При цьому чотири з п'яти валентних електронів атома домішки утворюють ковалентні зв'язки з чотирма сусідніми атомами напівпровідника. П'ятий електрон виявляється надлишковим (малюнок 1.13, б). p align="justify"> Енергія іонізації донорних атомів значно менше енергії іонізації власних напівпровідників. Тому при кімнатній температурі надлишкові електрони домішки збуджуються і переходять у зону провідності. Атоми домішок, що втратили надлишковий електрон, перетворюються на позитивні іони. br/>В
Малюнок 1.13 - Структура та зонна діаграма напівпровідника з донорной домішкою
Кількість електронів N Д , що переходять під дією теплової енергії в зону провідності з донорного рівня W < span align = "justify"> Д , значно перевищує кількість електронів n i перехідних в зону провідності з валентної зони в процесі генерації пар електрон - дірка. Тому можна вважати, що концентрація електронів провідності повністю визначається концентрацією донорної домішки n n < д , а концентрація дірок становить:
(1.18)
Концентрація дірок у донорно напівпровіднику значно нижче, ніж у власному напівпровіднику. У зв'язку з цим дірки р n є неосновними носіями, а електрони n n - основними.
В
Малюнок 1.14 - Структура та зонна діаграма напівпровідника з акцепторної домішкою
Тому донорний напівпровідник називається електронним напівпровідником або напівпровідником n - типу.
При додаванні в кристал германію або кремнію домішки тривалентного елемента - акцептора (галій Ga, індій In, бор В) атоми домішки заміщають у вузлах кристалічної решітки атоми напівпровідника. Для утворення чотирьох ковалентних зв'язків не вистачає одного валентного електрона атомів домішки (малюнок 1.14, а). p align="justify"> Досить невеликої зовнішньої енергії, щоб електрони з верхніх рівнів валентної зони перемістилися на рівень домішки, утворивши відсутні ковалентні зв'язку (малюнок 1.14, б).
При цьому в валентної зоні з'являються надлишкові рівні (дірки), які беруть участь у створенні електричного струму. За рахунок іонізації атомів вихідного матеріалу частина електронів з валентної зони потрапляють в зону провідності. Число дірок у акцепторном напівпровіднику перевищує число електронів:
(1.19)
де N a - концентрація атомів акцепторної домішки.
Тому дірки р р є основними носіями, а електрони n р - неосновними. Напівпровідники з акцепторної домішкою носять назву доручених, або напівпровідників p-типу.
1.6 Оптичні та електричні властивості напівпровідників
Внаслідок віддзеркалення і поглинання світла ПП інтенсивність падаючого на нього монохроматичного випромінювання I 0 зменшується до дея...
