Электрический ток в полупроводниках (окончание)

Примесная проводимость полупроводников

Соотношение между количеством электронов проводимости и количеством дырок можно изменять, добавляя в полупроводник небольшие количества различных примесей (например, в процессе выращивания кристалла полупроводника из расплава).

Донорные примеси

Добавим в кристалл, состоящий из четырёхвалентных атомов кремния, некоторое количество пятивалентных атомов мышьяка.

При этом один из валентных электронов каждого атома мышьяка окажется «лишним» и поэтому станет свободным электроном (рис. 60.4).

Рис. 60.4

Примеси, атомы которых легко отдают свои валентные электроны, называют донорными

¹ . Полупроводники, в которых основными носителями заряда являются свободные электроны, называют полупроводниками n-типа

² .

¹ От латинского «донор» — дающий.

² От латинского «негативус» — отрицательный.

Акцепторные примеси

Добавим теперь в кристалл кремния трёхвалентные атомы алюминия.

Так как у атома алюминия есть только три валентных электрона, он будет прочно связан только с тремя атомами кремния, а четвёртая связь останется незаполненной. Эту связь может заполнить валентный электрон, ушедший от одного из соседних атомов кремния. Тогда на месте ушедшего валентного электрона образуется нескомпенсированный положительный заряд, то есть дырка (рис. 60.5). Итак, каждый атом алюминия увеличивает количество дырок на единицу.

Рис. 60.5

Примеси, которые увеличивают количество дырок, называют акцепторными³. Полупроводники, в которых основные носители заряда — дырки, называют полупроводниками p-типа⁴.

³ От латинского «акцептор» — получающий.

⁴ От латинского «позитивус» — положительный.

2. Определите с помощью таблицы Менделеева, какие из перечисленных химических элементов (индий, сурьма, фосфор, скандий, галлий) надо добавить в качестве примеси в кремний, чтобы получить полупроводник n-типа; р-типа.

<<< К началу