Носители зарядов в полупроводниках

При достаточно низкой температуре и отсутствии внешних воздействий (например, яркого освещения) полупроводники не проводят электрический ток. Все электроны при этом связаны каждый со своим атомом и не могут перемещаться в веществе (напомним, что такие электроны называют связанными).

Но связь электронов со своими атомами в полупроводниках не так прочна, как в диэлектриках. При повышении температуры, а также при достаточно ярком освещении некоторые электроны отрываются от своих атомов и начинают перемещаться по веществу, то есть становятся свободными. В результате полупроводник начинает проводить электрический ток.

Однако при этом носителями заряда оказываются не только свободные электроны! Дело в том, что когда электрон отрывается от «своего» атома, становясь свободным, положительный заряд ядра «покинутого» атома становится нескомпенсирован- ным, то есть в этом месте возникает избыточный положительный заряд. Этот положительный заряд назвали дыркой (это научный термин).

Атом, вблизи которого образовалась дырка, «норовит» отобрать недостающий ему электрон у одного из соседних нейтральных атомов. Рано или поздно ему это «удаётся» — и тогда дырка перемещается к соседнему атому, который, в свою очередь, через какое-то время «передаёт» дырку другому атому. В результате возникает как бы перемещение дырок, то есть положительных зарядов.

Самое же интересное заключается в том, что с помощью очень небольшого количества различных примесей можно многократно изменять количество свободных электронов и дырок, что резко изменяет электрические свойства полупроводника. Именно это свойство полупроводников и сделало возможным создание транзисторов.