Semiconductor vezető szigetelő - studopediya
0,1-4 eV DE> 4 eV
Ábra. 22. hely az energia sávok kristályok
A vezető a vegyérték sáv elektronok gerjesztést kapnak saját kisebb könnyedén mozog, hogy a szabad energia szintjét a vezetési sáv, mely biztosítja a magas elektromos vezetőképesség fém.
A szigetelők vezetési sáv a vegyérték sáv van elválasztva egy nagy energiájú korlát (DE> 4 eV). Vegyérték elektronok nem léphet a vezetési sáv, akkor is, ha át őket jelentős mennyiségű energiát, mert az elektronok nem tudnak szabadon mozoghassanak a kristály, a vezetőképesség a kristály hiányzik.
A félvezető bandgap kicsi (DE
0,1-4 eV). Alacsony hőmérsékleten, hogy azok rendelkeznek a tulajdonságait szigetelők. Növekvő hőmérséklettel, az energia a vegyérték elektronok növekszik, és válik leküzdésére elegendő sávú. Az átutalási elektromos töltések, a félvezető válik karmester.
# 9679; En vezetőképesség (vezetőképesség)
Saját elektromos vezetőképesség (konduktivitás) félvezető nevezett vezetőképesség, amely tagja a szám ugyanaz, az elektronok és a lyukak. Így mindkét típusú hordozók következtében termelődő átmenetet az elektronok vegyértékelektronját a vezetési sávban. Ez a folyamat a következőképpen jellemezhető.
Közeli hőmérsékleten az abszolút nulla hőmérséklet, minden szinten az vegyértéksáv a félvezető teljesen ki van töltve, és a vezetési sávban üres. Ilyen körülmények között a kristálynak dielektromos tulajdonságait.
Mivel az elektronok szerezhetnek további energia és néhány, a kilépő elektronok vegyértéksáv a vezetési sávban megy hőmérséklet növelésével (fotonenergia). A folyamat kialakulásának a szabad elektronok nevezik a generációs elektronok.
A vegyérték sáv a helyén van üresedés - az úgynevezett pozitív töltésű lyuk. Amikor egy elektromos teret az elektronok át a vezetési sávban és lyukak a vegyérték sáv veszi kiegészítő sebesség, és részt vesznek a kialakulása az elektromos áram a kristályban.
A villamos vezetőképességet a félvezető hajtjuk elektronok által, hogy telt a vezetési sávban és lyukak a vegyérték sáv,
t. e. előfordul e (n-típusú) és a furat (p-típusú) vezetőképesség.
Minden egyes félvezető belső vezetési fordul elő különböző hőmérsékleteken, ami magasabb, minél nagyobb a bandgap (ábra. 23). A sávú függ a kötés szilárdsága és szerkezeti jellemzői a kristályrácsban. A félvezetők keskeny tiltott sávok szürke ón, Fekete foszfor, tellúr. Az átadás elektronok a vezetési sáv figyeltek miatt a sugárzó energia. A félvezetők széles sávú a bizmut és a szilícium. Azok végrehajtására van szükség erős hővezetési pulzus és a gyémánt - g-sugárzás.
13 Ismeretes kristálymódosulatai egyszerű anyagok, amelyeknek félvezető tulajdonságokkal. Ezek a fő alcsoportok III-VII csoportok PSE. Tipikus félvezetők közé saját B, S, Si, Ge, Sn (szürke). P, As, Sb, S, Se, és így tovább. D. A kristályokat egyszerű anyagok elemek kovalens vagy közel a természete kémiai kötés
Saját elektronikus vezetőképesség lehetnek kristályok, amelyek nem tartalmaznak idegen atomok és rendellenességek a kristályrács, különben történne generációs szabad hordozók a vezetési sávban, anélkül, hogy a képződése elektron-lyuk párok, azaz. E. Speech, ez egy ideális kristályok.
Tényleges körülmények tapasztalt kristályok, szennyező és rácshibasűrűséget. Továbbá, az ilyen kristályok és a gyakorlati érdeklődés.
# 9679; A villamos vezetőképessége adalékolt félvezetők
A jelenléte a félvezető chip szennyező atomok vezet zavar a sztöchiometrikus összetételű, zavar a kristályrácsban, és a megjelenése további kvantum szintje a sávban kristály szerkezete. Ezek a szintek vannak kialakítva donor szennyeződések nevezik donor. elfogadó szennyező - elfogadó.
Ezek általában található a rés távolságból néhány tized vagy század elektron voltos alsó szélétől a vezetési sáv donor szennyeződések (ábra. 24, c) és rendre a felső széle a vegyérték sáv, hogy az akceptor szennyeződések (ábra. 25c).
Ábra. 24. Az áramkör a donor félvezető vezetési: és - egy kovalens kötés a tiszta szilícium félvezető; b - a szennyező foszforatom;
in - a zenekar szerkezete félvezető donor
Ábra. 25. Az áramkör a vezetőképesség egy félvezető akceptor: A - kovalens kötések egy tiszta félvezető szilícium (szennyező bóratom); b - a sáv szerkezetét a félvezető akceptor
Például: megnövelt vezetőképességű n-típusú szennyező bevezetése történik donorok. Szennyeződések a kristály, az atomok, amelyek adására képes elektronok, fokozza az elektronikus vezetőképesség, nevezzük donorok.
A Si kristály 4 elektronok külsőleg az egyik atom az R. helyettesített külső energia szinten, amelynek öt vegyérték elektronok, amelyek közül négy a kovalens kötések kialakítása szomszédos Si atomok, és az egyik a szabad elektron pályák a foszforatomhoz (Fig. 24). Amikor át Si kristály kis energiájú (4,4 kJ / mol), ez az elektron könnyen lehasad a szennyező atom P és áthatol a vegyértéksáv a sávú, hogy a vezetési sávban, azaz. E. hordozójaként működnek, az elektromos áram. Általában a Si kristály elektromosan semleges.
Tekintettel a Si szennyező donor lesz p elemei az ötödik csoport.
Amplification szennyező p-vezetési típusú történik (ábra. 25) bevezetésével az akceptor szennyező. Szennyeződések a félvezető kristályok, amelyek képesek fokozni atomot tartalmaznak a p-típusú vezetőképesség nevezzük akceptorok.
A Si kristály elektronok a külső 4 urovneodin atomok helyébe egy B, a külső energia szinten, amely csak három elektronokat. A kialakított négy kovalens kötéseket Si atomok által alkotott elektron hiánya egy mindkét rácsos helyszínen-atomot tartalmazó B. továbbításakor ilyen kis kristály energia, az atom B rögzíti egy elektront egy szomszédos kovalens kötés, egyre negatív töltésű ion.
Helyett a foglyul elektron lyuk van kialakítva. Ha a kristály kerül egy elektromos mező, a lyuk válik egy hordozó töltés, és az elektromos semlegesség megmarad atom.
Tekintettel a Si szennyezéscsapdák a p-elemei a harmadik csoport, valamint a Zn, Fe, Mn.
Így változtatásával jellege és a szennyezések koncentrációja a félvezetők, lehetséges, hogy megkapja egy előre meghatározott elektromos vezetőképesség és vezetési típusú
Defektusai valós kristályok előfordulhatnak nemcsak eredményeként szennyező atomok más elemek, hanem a termikus mozgása alkotó részecskék a kristály. Az atomok, molekulák vagy ionok hagyják pozíciókat a kristályrácsban és a jövedelem vagy hézagok vagy a kristály felületén, így egy üres a rács csomópont - helyzetbe.
Rácsponthibákat ionos kristályok jelentősen befolyásolja a vezetőképesség. Az elektromos mező legközelebb a megüresedett ion mozog a helyén, mint az előző helyen létrehoz egy új, nyílt elfoglalt viszont szomszédos ionok. Az ilyen „ugrások” ionok végre egy nagyfrekvenciás, amely ionos vezetőképesség a kristály