Что представляет собой электрический ток в полупроводниках, Что представляет собой электрический ток в полупроводниках. Полупроводники
Если говорить кратко, то электроны переходят в р-зону, а дырки, наоборот — в n-зону. Свободные электроны перемещаются противоположно вектору напряженности электрического поля. Из этих соотношений можно получить произведение тепловой скорости и средней длины свободного пробега, выраженное через подвижность носителя:.
Полупроводниковые приборы. Полупроводник -. Наблюдается у кремния, германия, селена и у некоторых соединений. Механизм проводимости у полупроводников. Кристаллы полупроводников имеют атомную кристаллическую решетку, где внешние электроны связаны с соседними атомами ковалентными связями.
При низких температурах у чистых полупроводников свободных электронов нет и он ведет себя как диэлектрик. Полупроводники чистые без примесей Если полупроводник чистый без примесей , то он обладает собственной проводимостью?
Собственная проводимость бывает двух видов: 1 электронная проводимость "n " - типа. При низких температурах в полупроводниках все электроны связаны с ядрами и сопротивление большое; при увеличении температуры кинетическая энергия частиц увеличивается, рушатся связи и возникают свободные электроны - сопротивление уменьшается. Свободные электроны перемещаются противоположно вектору напряженности эл. Электронная проводимость полупроводников обусловлена наличием свободных электронов.
При увеличении температуры разрушаются ковалентные связи, осуществляемые валентными электронами, между атомами и образуются места с недостающим электроном - "дырка". Она может перемещаться по всему кристаллу, так как ее место может замещаться валентными электронами.
Перемещение "дырки" равноценно перемещению положительного заряда. Перемещение дырки происходит в направлении вектора напряженности электрического поля.
Кроме нагревания , разрыв ковалентных связей и возникновение собственной проводимости полупроводников могут быть вызваны освещением фотопроводимость и действием сильных электрических полей. Общая проводимость чистого полупроводника складывается из проводимостей "p" и "n" -типов. Полупроводники при наличии примесей.
При изменении концентрации примесей изменяется число носителей эл.
Возможность управления током лежит в основе широкого применения полупроводников. Это проводники " n " - типа , то есть полупроводники с донорными примесями, где основной носитель заряда - электроны, а неосновной - дырки.
Такой полупроводник обладает электронной примесной проводимостью. Это полупроводники " p "- типа, то есть полупроводники с акцепторными примесями, где основной носитель заряда - дырки, а неосновной - электроны. Такой полупроводник обладает дырочной примесной проводимостью. Например - индий. Электрические свойства "p-n" перехода. В кристалле полупроводника введением примесей можно создать такие области. В зоне контакта двух полупроводников с различными проводимостями будет проходить взаимная диффузия.
Каждый атом, например, в кристалле германия связан с четырьмя соседними атомами. Заметим, что электронную связь создают обязательно два электрона один от данного и другой от соседнего атома.
Условно электронные связи в кристалле германия можно показать так, как это сделано на рис. Рисунок 1. Условное изображение электронных связей в кристале германия. При нагревании, под действием света, радиоактивного излучения и других факторов электронные связи в полупроводнике нарушаются. Если полупроводник поместить в электрическое поле, то образовавшиеся при нарушении электронных связей свободные электроны начнут перемещаться в одну сторону под действием сил поля.
В полупроводнике возникнет электрический ток. Рисунок 2. Протекание электрического тока в кристале германия. Так как этот ток представляет собой, как и в металле, движение свободных электронов, то принято говорить, что полупроводник обладает электронной проводимостью.
Если из электронной связи вырван электрон, то образуется так называемая дырка. Эту дырку может заполнить электрон с соседнего атома, в котором в свою очередь образуется дырка. Дырка соседнего атома будет заполнена электроном следующего атома и т. Если полупроводник находится в электрическом поле, то дырки как бы перемещаются навстречу движению электронов.
В этом случае говорят, что полупроводник обладает дырочной проводимостью. Для создания свободных носителей заряда электронов или дырок в полупроводник вводят примеси.
Наличие двух видов проводимости — характерная особенность полупроводников. Похожие материалы: Протекание тока Электрический ток в металлических проводниках Электродвижущая сила ЭДС источника энергии Направление и величина электрического тока. Количество электричества Электрическое сопротивление проводника. Электрическая проводимость Электрический ток в электролитах Ток смещения в диэлектрике Электрический ток в газах. Имя обязательное.
