PIC08

34

struktury krysialic/Jicj. Nawet pny stosowaniu lU^dÓHkonalnych procesów wytwarzania materiału półp«/cwodnikouc>:o powstają w nim pewne zanieczyszczenia innymi pierwiastkami oraz zakłócenia struktury krystalicznej (tzw. defekty i dyslokacje). Stosowane w praktyce materiały półprzewodnikowe mają zanieczyszczenia wprowadzano umyślnie i nazywane są domieszkami. W takich materiałach półprzewodnikowych obok zjawiska samoistnego powstawania swobodnych elektronów i dziur (np. zrywanie wiązań krzem -krzem) istotną rolę odgrywają dodatkowe mechanizmy powstawania nośników swobodnych ładunku, stąd mówi się o półprzewodnikach niesamoistnych. W praktyce występują dwa typy półprzewodników niesamoistnych. co ma związek z rod/ajem domieszek, a mianowicie: donorowe i akceptorowe.

Domieszki donorowe, to głównie pierwiastki piątej grupy tablicy okresowej (pierwiastki, których atomy posiadają pięć elektronów walencyjnych). W przypadku krzemu najczęściej stosowany jest fosfor, rzadziej arsen i antymon.

Załóżmy, że atom fosforu zajmie miejsce w węźle sieci krystalicznej krzemu zamiast atomu kr/emu (Iz.w. położenie zamienno węzłowe). Cztery elektrony walencyjne atomu fosforu ..biorą udział" w wiązaniach kowalencyjnych z czterema sąsiadującymi atomami krzemu, piąty elektron (wolny) natomiast me biorący udziału w wiązaniach może łatwo być oderwany od atomu P. (fosforu). Oznacza to przejście tego elektronu do pasma przewodnictwa i tym samym udział w przewodnictwie prądu elektrycznego. W węźle sieci krystalicznej powstaje zjonizowany jednododatni atom fosforu. Energia jonizacji jest bardzo mała w odniesieniu do szerokości pnsma zabronionego i dla przykładu dla fosforu w krzemie wynosi 0.044 eV.

Z uwagi na większą koncentrację elektronów niż dziur półprzewodnik donorowy jest często nazywany półprzewodnikiem typu n (negaiive).

Domieszki akcentom*** to z kolei głównie pierwiastki trzeciej grupy tablicy okresowej (pierwiastki, których atomy mają trzy elektrony wakacyjne). W krzemie najczęściej jest stosowany bor, rzadziej aluminium, ind lub gal. Alom pierwiastka trzeciej grapy np. bora, zajmuje położenie w węźle sieci krystalicznej krzemu zamiast atomu krzemu. Do stabilnego wiązania kowalencyjnego atomu boni i czterema sąsiadującymi atomami krzemu „brakuje" czwartego elektronu (dziura), który może być łatwo uzupełniony ale pooderwaniu / sąsiadującego wiązania Si - Si co oznacza w modelu pasmowym zabranie elektronu i pasma walencyjnego, stąd nazwa „domieszka akceptorowa" (przyjmująca elektrony) oraz. półprzewodnik akceptorowy. Z uwagi na większą koncentrację dziur niż elektronów półprzewodnik akceptorowy jest często nazywany półprzewodnikiem typu p (postiht).

Z Złącze p - n. Charakterystyka prądowo-napięciowa złącza p-n

Typowe charakterystyki prądowo-napięciowe diod półprzewodnikowych przedstawiono poniżej (rys. 2.1.)^{1 2}

1

T. Ofaly. L Ral/jad:; Elementy cktawczac - ifciypt do óriczeA lab.

2

Oficyna Wyd. Pohl. Wróci.