Для отримання домішкової провідності потрібного типу у напівпровідниковій техніці використовують фосфор, галій, миш’як, індій, сурму. Які з цих елементів можна додати в якості домішки в германій, щоб отримати електронну провідність? Щоб отримати діркову провідність?
Полупроводники бывают:
1.элементы 4й группы химической таблицы Менделеева: кремний Si, галлий Ga, (химически чистый элемент является собственным полупроводником) ;
2.соединения: карбид кремния SiC и Арсенид галлия GaAs.,(химически чистое соединение элементов является собственным полупроводником) ;
3. полупроводниковыми свойствами обладают оксиды некоторых металлов.
Названия полупроводник получили из-за свойства изменять уровень зоны проводимости и валентной зоны под действием электрического поля.
Влияние температуры на полупроводники изменяет их проводимость. При низкой температуре полупроводники обдают свойствами диэлектриков, и наоборот при повышении температуры их проводимость возрастает и их свойства сопоставим с проводниками.
Различаю два типа проводимости полупроводников n- полупроводник и p+ полупроводник. .
В полупроводниках n- типа основными носителями заряда являются электроны отрицательно заряженные частицы. Перенос заряда осуществляется в зоне проводимости полупроводника.
В полупроводниках p+ типа основными носителями заряда являются вакансии или "дырки" квазиположительные псевдочастицы.
Перенос заряда осуществляется в валентной зоне полупроводника.
Изменение типа проводимости добиваются путем легирования или введения примеси в собственный полупроводник
В отличии от металлов у которых электроны находятся в зоне проводимости у полупроводников носители заряда переходят из валентной зоны в зону проводимости под действием электромагнитного поля. Перейдя в зону проводимости электрон спустя короткое время возвращается в валентную зону и отдав энергию соизмеримую с величиной запрещенной зоны полупроводника полученную при переходе из валентной зоны в зону проводимости.
В приборах применяют n-p+ или p+n-. Благодаря разным типам проводимости на одном кристалле такие полупроводники обладают свойством односторонней проводимости (диод) .
Кроме того в вырожденных полупроводниках в зоне n-p+ перехода проявляется туннельный эффект.
Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q1 и q2, то между ними возникает некоторая разность потенциалов Δφ, зависящая от величин зарядов и геометрии проводников. Разность потенциалов Δφ между двумя точками в электрическом поле часто называют напряжением и обозначают буквой U. Наибольший практический интерес представляет случай, когда заряды проводников одинаковы по модулю и противоположны по знаку: q1 = – q2 = q. В этом случае можно ввести понятие электрической емкости.
Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:
Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, – обкладками.
Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами (рис. 1.6.1); однако, вблизи краев пластин и в окружающем пространстве также возникает сравнительно слабое электрическое поле, которое называют полем рассеяния. В целом ряде задач приближенно можно пренебрегать полем рассеяния и полагать, что электрическое поле плоского конденсатора целиком сосредоточено между его обкладками (рис. 1.6.2). Но в других задачах пренебрежение полем рассеяния может привести к грубым ошибкам, так как при этом нарушается потенциальный характер электрического поля (см. § 1.4).