1. Rodzaje
złączy:
Połączenie się dwóch kryształów ( monokryształów ) ciała stałego
( półprzewodnik, metal ) w ten sposób, że tworzą one ścisły kontakt
nazywamy złączem.
Złącza mogą być następujące: metal-metal , półprzewodnik-
półprzewodnik, dielektryk-dielektryk, metal-półprzewodnik oraz
dielektryk-półprzewodnik.
W elektronice najczęściej wykorzystywane są złącza metal-półprzewodnik
i półprzewodnik-półprzewodnik. Te ostatnie mogą być wykonane jako
heterozłącza ( złącze powstałe w wyniku połączenia monokryształu
krzemu i germanu) lub homozłącza ( złącza powstałe w wyniku
połączenia półprzewodnika typu N i typu P ).
2. Tworzenie się warstwy zaporowej w złączu PN. Model
Pasmowy złącza.
W momencie zetknięcia się półprzewodnika typu P i typu N, w wyniku procesu
dyfuzji popłyną prądy termokinetyczne. Elektrony będą przechodziły z
półprzewodnika typu N do P, natomiast dziury - z P do N. Na skutek dyfuzyjnego
przepływu nośników, w obszarze przyzłączowym ( obszar styku półprzewodnika P
i N ) tworzą się nieskompensowane ładunki ( w półprzewodniku typu N – ładunek
dodatni , w półprzewodniku typu P – ładunek ujemny).
W związku z tym, w obszarze złączą ( w wyniku dyfuzji ) powstaje różnica
potencjałów, która tworzy barierę energetyczną ( napięcie na barierze nosi
nazwę napięcia dyfuzyjnego – U
d
). Bariera przeciwdziała dalszej dyfuzji
nośników większościowych. Powstała w ten sposób warstwa jest nazywana często
warstwą zaporową.
p
p
n
n
W
W
W
C
W
C
W
C
W
F
W
F
W
F
W
i
W
i
W
i
W
V
W
V
W
V
U
D
l
d
Model pasmowy złącza.
a) przed utworzeniem, b) po utworzeniu.
n, p – typ półprzewodnika, W
V
– wierzchołek pasma podstawowego, W
C
– dno pasma
przewodnictwa, W
F
– poziom Fermiego, W
i
– poziom samoistny, l
d
– szerokość warstwy zaporowej,
U
D
– napięcie dyfuzyjne.
a)
b)
3.Polaryzacja złącza
-
w kierunku przewodzenia: Jeżeli do półprzewodnika typu P przyłożymy
potencjał dodatni,
a do półprzewodnika typu N potencjał ujemny.
U
f
= U
D
– U
Przy czym: U – napięcie zewnętrzne,
U
D
– napięcie dyfuzyjne
p
n
p
n
Złącze p-n spolaryzowane w kierunku
przewodzenia.
a) polaryzacja złącza,
b) model pasmowy,
c) gęstość nośników,
d) prądy dyfuzyjne.
1
exp
1
exp
T
sat
sat
U
U
I
kT
qU
I
I
- w kierunku zaporowym: Jeżeli do półprzewodnika typu P przyłożymy
potencjał ujemny, a do półprzewodnika typu N potencjał dodatni.
Bariera energetyczna tego
złącza
zwiększona o wartość napięcia
zewnętrznego:
U
R
= U + U
D
p
n
p
n
Złącze p-n spolaryzowane w
kierunku zaporowym.
a) polaryzacja złącza,
b) b) model pasmowy,
c) c) gęstość nośników.
1
exp
1
exp
T
sat
sat
U
U
I
kT
qU
I
I
Charakterystyka prądowo – napięciowa
złącza p-n
3. Przebicie złącza
Przebicie złącza: oznacza zniszczenie lub trwałe uszkodzenie
złącza pod wpływem gwałtownego wzrostu prądu, przy czym
polaryzacja złącza występuje w kierunku zaporowym.
Zjawisko Zenera – występuje ono
w złączach o wąskiej warstwie
zaporowej lub silnie
domieszkowanych. Istotą tego
zjawiska jest przejście elektronu
uwolnionego z wiązania
kowalencyjnego z półprzewodnika
typu P do typu N , nie mając
energii większej od energii tej
bariery. Takie przejście nazywamy
tunelowym. W wyniku tego
zjawiska gwałtownie zwiększa się
prąd wsteczny złącza. Zjawisko
Zenera występuje przy napięciach
mniejszych niż 5V w złączach
krzemowych.
p
p
n
n
Charakterystyka prądowo – napięciowa złącz p-n ze zjawiskiem
tunelowym.
1 – Charakterystyka prądowo – napięciowa złącza p-n.
2 – Prąd tunelowy.
3 – odcinek charakterystyki o ujemnej rezystancji.
Powielanie Lawinowe – Zjawisko to występuje w obszarze
warstwy zaporowej. Polega ono na rozpędzeniu w silnym polu
elektrycznym, nośnika swobodnego, który zderza się z innym
elektronem w sieci krystalicznej i wybija go. Ilościowo zjawisko to
opisywane przez współczynnik powielania lawinowego – M,
określany jako stosunek liczby nośników opuszczających warstwę
zaporową do liczby nośników wchodzących do niej. Zjawisko
Powielania lawinowego występuje przy spolaryzowaniu napięciem
większym niż 7V. Wartość tego napięcia zależy od stopnia
domieszkowania: im większe domieszkowanie tym mniejsza wartość
napięcia.
Zjawisko Zenera i Powielanie Lawinowe w swej istocie nie niszczą trwale
złącza, ale długotrwały przepływ prądu o dużej wartości prowadzi do
wydzielenia się dużej ilości ciepła, które powoduje trwałe uszkodzenie łącza.
4. Zjawisko tunelowe.
Zjawisko tunelowe: występuje w złączach bardzo silnie
domieszkowanych, przy polaryzacji złącza w kierunku przewodzenia. W
modelu pasmowym, dno pasma podstawowego półprzewodnika typu P jest
powyżej wierzchołka pasma przewodnictwa półprzewodnika typu N. To
umożliwia przejście tunelowe nośników z półprzewodnika P do N, a utrudnia
przejście w przeciwną stronę nawet przy bardzo małym napięciu polaryzacji.
p
p
n
n
Zjawisko
tunelowe
5. Schemat zastępczy i parametry złącza PN
- pojemności złącza:
Schemat zastępczy złącza uwzględnia zjawiska w obszarach
przyzłączowych i warstwie zaporowej, zachodzące w wyniku zmian wartości
napięcia przyłożonego do złącza. Zjawiska te decydują o szybkości działania
złącza. Gwałtowna zmiana napięcia przykładanego do złącza powoduje
zwężenie lub rozszerzenie warstwy zaporowej, a co za tym idzie, zmianę
liczby magazynowanych par eletron-dziura. W schemacie zastępczym jest to
prezentowane przez pojemność dyfuzyjną – C
d
. W warstwie zaporowej
znajdują się swobodne nośniki, które w schemacie zastępczym reprezentuje
pojemność warstwy zaporowej – C
T
.
Schemat zastępczy złącza p-n stanowiącego diodę.
Cr- pojemność warstwy zaporowej, Cd- pojemność dyfuzyjna,
g- konduktancja złącza, r
b
- rezystancja obszaru słabiej
domieszkowanego,
Lo- indykcyjność doprowadzeń, Co-pojemność oprawki
6.
Konduktancja i rezystancja złącza:
W schemacie zastępczym uwzględniamy tylko rezystancję obszaru
słabiej domieszkowanego i oznaczamy ją symbolem r
b
. Znajdujący
się na schemacie symbol g określa tzw. Konduktancję różniczkową
złącza, która ilustruje zmiany prądu w funkcji napięcia. Wartość ta
jest określana dla składowej zmiennej napięcia wyjściowego o małej
amplitudzie
( U
m
<kT/q = 28mV) Przy takiej wartości amplitudy, można uznać, że
zmieniający się punkt pracy Q złącza porusza się po linii prostej o
nachyleniu . Zatem, konduktancję złącza można określić wzorem:
Diody klasyfikujemy ze względu na:
- materiał: krzemowe i germanowe,
- konstrukcję: ostrzowe i warstwowe, stopowe i dyfuzyjne, mesa, planarne i
epiplanarne,
- zastosowanie: prostownicze, uniwersalne, impulsowe, Zenera (stabilizacyjne),
pojemnościowe, tunelowe,
Podział diod ze względu na
zastosowanie
Charakterystyki prądowo – napięciowe diod.
1.Prostownicza
2. Zenera
3.Zwrotna
4.Tunelowa
Diody
prostownicze
Diody prostownicze przeznaczone są do prostowania
napięcia lub prądu przemiennego o
małych częstotliwościach. Stosuje się je głownie w układach prostowniczych urządzeń
zasilających. Ze względu na duże prądy przepływające zazwyczaj przez diodę prostowniczą, jej
wykonanie charakteryzuje się dużą powierzchnią złącza.
Diody prostownicze mają małą rezystancję w kierunku przewodzenia, co pozwala na uzyskanie
dużych sprawności prostowania.
Podstawowe parametry diody prostowniczej:
- napięcie przewodzenia - U
F
przy określonym prądzie przewodzenia,
- prąd wsteczny - I
R
przy określonym napięciu w kierunku zaporowym,
- maksymalny prąd przewodzenia – I
0
,
- szczytowe napięcie wsteczne - U
RWM
- dopuszczalne napięcie wsteczne nie powodujące przebicia,
- czas ustalania prądu wstecznego t,
- pojemność C (tylko kilkanaście pF).
Diody prostownicze ze względu na wydzielaną w nich moc, dzielimy na:
•Małej mocy – (> 1W)
•Średniej mocy – (1 – 10W)
•Dużej mocy – (<10W)
Prostowanie – przetwarzanie prądu przemiennego na prąd jednokierunkowy.
Symbol diody
prostowniczej
Charakterystyka prądowo – napięciowa diody
prostowniczej.
Diody stabilizacyjne
(Zenera)
Dioda stabilizacyjna służy do stabilizowania napięcia, a także, jak każdy element o charakterystyce
silnie nieliniowej, umożliwia ograniczanie wartości napięć. Diody tego typu pracują w układach
elektronicznych włączonych w kierunku zaporowym. (wykorzystuje się zaporową część
charakterystyki). W skutek przebicia Zenera następuje szybki wzrost prądu, przy prawie nie
zmienionym napięciu.
Podstawowe parametry diody prostowniczej:
- napięcie stabilizacji - U
Z
,
- prąd stabilizacji - I
Z
,
- prąd wsteczny diody - I
R
,
- maksymalna moc strat w złączu - P
TOT
,
P
TOT =
I
ZMAX
* U
Z
W układach wykorzystuje się pracę diod w zakresie od 0,1 do 0,9 I
ZMAX
Istotnym parametrem diod stabilizacyjnych jest temperaturowy
współczynnik napięcia stabilizacji α
uz
. Określa on, jaki
wpływ na wartość napięcia przebicia ma temperatura złącza.
W idealnym przypadku powinna wynosić 0.
Symbol diody
stabilizacyjnej.
Charakterystyka prądowo –
napięciowa
diody stabilizacyjnej.
Diody
pojemnościowe
Diody pojemnościowe pracują przy polaryzacji zaporowej, charakteryzując się zmienną
pojemnością w funkcji przyłożonego napięcia. Stosowane w układach powielania częstotliwości,
modulacji częstotliwości, we wzmacniaczach parametrycznych i w układach strojenia obwodów
rezonansowych wysokiej częstotliwości za pomocą napięcia.
Podstawowe parametry diody pojemnościowej:
- prąd wsteczny - I
R
, przy określonym napięciu zaporowym,
- pojemność złącza C
F
, przy określonym napięciu wstecznym,
- maksymalna częstotliwość - f
C
,
- maksymalne napięcie wsteczne - U
RWM
- maksymalny prąd przewodzenia - I
0
,
- maksymalna moc - P
TOT
,
Symbol diody
pojemnościowej
Charakterystyka pojemnościowo – napięciowa diody
pojemnościowej.
TERMISTO
R
Termistor jest elementem półprzewodnikowym, którego rezystancja zależy od temperatury.
Zmiana wartości rezystancji może nastąpić na skutek wzrostu temperatury otoczenia termistora
lub (i) wydzielonego w nim ciepła.
Termistor charakteryzuje się dużym współczynnikiem temperaturowym rezystancji α
T
.
Współczynnik ten określa względną zmianę rezystancji termistora przy zmianie temperatury
Zależnie od wartości i znaku współczynnika α
T
:
1.
NTC – o ujemnym współczynniku temperaturowym rezystancji;
2.
PTC – o dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji;
3.
CTR – o skokowej zmianie rezystancji.
2
1
3
V
U
1
2
3
20
0
40
60
80
mA
I
Charakterystyka napięciowo –
prądowa termistora.
1 – Termistor NTC,
2 – Termistor PTC,
3 – Termistor CTR
Parametry
termistora:
- rezystancja nominalna :
- temperaturowy współczynnik rezystancji:
.
- tolerancja w zależności od sposobu wykonania termistora
+ - 10 lub 20%
- dopuszczalna moc od 4,5 do 1500mW
Termistory są elementami wykonywanymi ze spieków sproszkowanych
tlenków metali.
Stosuje się je:
- do pomiaru temperatury metodą oporową;
- do pomiaru mocy w zakresie mikrofal;
- do pomiaru ciśnienia;
- do pomiaru poziomu cieczy;
- w układach sygnalizacji, regulacji i stabilizacji temperatury;
- do kompensacji temperaturowej układów elektronicznych
2
2kT
W
g
T
WARYSTOR
Y
Warystory są to rezystory wykonane z półprzewodnika, których rezystancja zależy od napięcia
doprowadzonego do ich zacisków. Warystory mają nieliniową charakterystykę napięciowo –
prądową, którą określa wzór
DI
U
w którym:
U – napięcie doprowadzone do warystora,
I – prąd płynący przez warystor,
D – rezystancja, której wartość jest równa spadkowi napięcia na
warystorze w wyniku przepływu prądu stałego o wartości 1A,
β – współczynnik nieliniowości.
Parametry charakteryzujące warystory:
-
Współczynnik nieliniowości, wyznaczony na podstawie pomiaru spadków napięć (U
1
, U
2
)
wywołanymi różnymi prądami (I
1
, I
2
),
2
1
2
1
2
1
2
1
/
lg
/
lg
lg
lg
lg
lg
I
I
U
U
I
I
U
U
jeśli: to
10
2
1
I
I
U
U
1
lg
wartość β zależy od materiału i technologii wykonania warystora;
- napięcie charakterystyczne – spadek napięcia na warystorze, określany dla
stałej wartości prądu
płynącego przez niego;
- moc znamionowa.
- 20
- 10
10
20
- 50
- 100
50
100
U
V
mA
I
Charakterystyka napięciowo – prądowa
warystora.
Warystory wykonuje się z węglika krzemu (karborundu) jako spiek.
Produkuje się dwa podstawowe typy warystorów:
- walcowe o napięciu charakterystycznym 470 – 1300V,
- dyskowe
o napięciu charakterystycznym 0 – 100V.
Warystory stosuje się jako ograniczniki napiecia,
do stabilizacji napięcia, w filtrach ,
w układach przetworników częstotliwości
Hallotro
ny
Hallorron jest elementem półprzewodnikowym wykorzystujacym
zjawisko Halla, zwany jest on także generatorem Halla lub czujnikiem
Halla.
Czułości hallotronów prądową i polowa wyznaczają odpowiednio :
stopień oddziaływania prądu sterujacego i pola magnetycznego na
napięcie wyjściowe.
Hallortony stosuje się miedzyinnymi w: podzespołach biernych do
pomiaru natężenia pola magnetycznego, układach współpracujacych z
magnesami trwałymi do pomiaru regulacji i stabilizacji pola
magnetycznego , przesunięć mechanicznych, żyratorach, detektorach
fazy, analizatorach harmonicznych oraz jako wyłączniki bezkontaktowe.
Hallotrony zbudowane sa z mono- i polikryształu półprzewodnikowegolub
w postaci cienkiej warstwy naniesionej na mikę lub szkło (krzem,
german, arsenek).
Gaussotr
ony
Gaussotron nosi nazwę magnetorezystora, a jego działanie opiera się
na zjawisku gaussa.
Materiałami stosowanymi w produkcji gaussotronów są
półprzewodniki o dużych ruchliwościach nośników (arsenek galu,
tellurek rtęci, arsenek indu, antymonek indu).
Wykonane podobnie jak hallotrony.
Gaussotrony sa stosowane przedewszystkim w automatyce
przemysłowej i do pomiaru silnych pól magnetycznych.
Do półprzewodników zaliczamy substancje krystaliczne,
których konduktywność w temperaturze pokojowej
wynosi 10-7:105 S/m. Ze względu na zdolność
przewodzenia półprzewodniki zajmują pośrednie miejsce
między przewodnikami a dielektrykami. Półprzewodniki
wykazują jednak specyficzne właściwości, które są
odmienne od właściwości metali. W elektronice są
stosowane półprzewodniki o regularnej budowie
krystalicznej, charakterystycznej dla pierwiastków IV
grupy okresowej tablicy Mendelejewa, takie jak: krzem,
german, oraz związki pierwiastków III i V grupy oraz II i
VI grupy, jak np.: arsenek galu, antymonek indu itp.
Zrozumienie zjawiska przewodzenia prądu w
półprzewodnikach jest niemożliwe bez zanalizowania
jakościowego obrazu procesów zachodzących w
kryształach półprzewodników.
Elektrony w atomie zajmują pewne dozwolone orbity, którym zgodnie z
teorią mechaniki kwantowej odpowiadają określone poziomy energetyczne.
W obrębie układu nie może być dwóch elektronów o dokładnie takich
samych poziomach energetycznych. Zajmując określoną orbitę, elektron ma
pewien określony stan energetyczny. Przejście elektronu z jednej dozwolonej
orbity na drugą wiąże się ze skokową zmianą jego energii (poziomy
energetyczne są nieciągłe, tzw. dyskretne). Możliwość zmiany energii
elektronu w wyniku przejścia z jednej orbity na drugą nie oznacza, że
elektron wchodzący w skład struktury atomowej pierwiastka, może zająć
dowolny poziom energetyczny.
Skokowa zmiana energii elektronu wskazuje na to, że poziomy dozwolone są
przedzielone poziomami zabronionymi. W atomie najwyższym z obsadzonych
poziomów energetycznych jest poziom elektronów walencyjnych.
Gdy przechodzimy od atomu pojedynczego do kryształu, utworzonego z
dużej liczby jednakowych atomów, na elektrony znajdujące się na orbitach
zewnętrznych zaczynają działać siły nie tylko jądra macierzystego, ale
również siły jąder atomów sąsiednich. Zajmiemy się obecnie tylko
elektronami walencyjnymi. Elektrony walencyjne atomów położonych blisko
siebie mogą zajmować określone stany położone nie na jednym poziomie
energetycznym, ale stany z całego tzw. pasma energetycznego z
zachowaniem zasady Pauliego.
W próbce kryształu pasmo
zawiera wiele blisko siebie
położonych poziomów
energetycznych:
Na rys. oznaczono elektrony
walencyjne biorące udział w
wiązaniu, znajdujące się w
paśmie walencyjnym. Do tego,
aby elektron z pasma
walencyjnego
Pasmo
przewodnictwa
Pasmo zabronione
Pasmo podstawowe
W
g
X
W
„przeskoczył” do przestrzeni międzywęzłowej, jest niezbędne dostarczenie
mu pewnej energii, którą oznaczamy przez ?W. W przestrzeni
międzywęzłowej elektron może zajmować stany w tzw. paśmie
przewodnictwa.
uproszczony model pasmowy półprzewodnika
Na rys. przedstawiono uproszczony model pasmowy półprzewodnika. W
procesie przewodzenia prądu w półprzewodnikach istotną rolę odgrywają
zatem trzy wymienione pasma energetyczne:
1). przewodnictwa
2). zabronione
3). walencyjne
W temperaturze zera bezwzględnego w półprzewodnikach wszystkie
poziomy energetyczne w paśmie walencyjnym są obsadzone elektronami
walencyjnymi, uczestniczącymi w procesie wiązań chemicznych. Natomiast
w paśmie przewodnictwa brak jest elektronów. Konduktywność
półprzewodnika jest więc w tej temperaturze równa zeru, gdyż w paśmie
przewodnictwa brak jest elektronów, a w paśmie walencyjnym wprawdzie są
elektrony, ale obsadzają wszystkie wolne miejsca. Ruch elektronów jest
niemożliwy.
Szerokość pasma zabronionego określa się ilością energii (w
elektronowoltach), jaką elektron musi uzyskać do „przeskoczenia” tego
pasma i przejścia z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Dla
półprzewodników energia ta w temperaturze normalnej wynosi ok. 0,5 :3eV.
W temperaturze normalnej (pokojowej) pasmo przewodnictwa jest
wypełnione przez elektrony swobodne, których ukierunkowany ruch jest
możliwy pod wpływem działania pola elektrycznego. Czysty german Ge ma w
tej temperaturze pasmo zabronione o szerokości 0,67 eV, a czysty krzem Si –
1,12eV.
Czyste półprzewodniki o budowie idealnej nazywamy półprzewodnikami
samoistnymi.
Każdy atom przez swoje elektrony walencyjne wiąże cztery sąsiednie atomy,
tworząc strukturę bardzo trwałą i elektrycznie obojętną. Uwolnienie
elektronów z wiązań wymaga dostarczenia energii równej co najmniej
szerokości pasma zabronionego. Jednym z rodzajów energii jest energia
cieplna. W miarę wzrostu temperatury kryształu, zwiększa się energia
elektronów i coraz więcej elektronów uzyskuje energię odpowiadającą
energii pasma przewodnictwa.
Po przejściu elektronów do pasma przewodnictwa, w paśmie walencyjnym
powstają wolne stany energetyczne, gdyż uwolniony z wiązań elektron
pozostawia puste miejsce w wiązaniu.
Puste miejsca powstające w poszczególnych stanach energetycznych mogą być
zajmowane przez sąsiednie elektrony z pasma walencyjnego. Pewna liczba elektronów
znajdujących się w paśmie walencyjnym może się więc przemieszczać poprzez puste
miejsca w tym paśmie, tworząc prąd elektryczny. Przemieszczające się, jak gdyby,
puste miejsca przyjęto nazywać dziurami. W półprzewodnikach prąd elektryczny jest
wywołany ruchem elektronów swobodnych i dziur, przy czym zdolność wytwarzania
prądu elektrycznego jest zależna od koncentracji elektronów swobodnych i dziur oraz
ich ukierunkowanego przemieszczenia się pod wpływem pola elektrycznego.
Koncentracja elektronów swobodnych, rozumiana jako liczba elektronów przypadająca
na jednostkę objętości, jest w półprzewodniku tysiące, a nawet miliony razy mniejsza
niż w metalu.
Tym można m.in. tłumaczyć różnice w wartości konduktywności półprzewodnika i
metalu.
Jednakże porównanie półprzewodnika i metalu wskazuje też na występowanie
znacznej różnicy, jeżeli chodzi o wpływ temperatury na konduktywność. Jak już wiemy,
w miarę wzrostu temperatury zwiększa się rezystancja przewodników, a więc
zmniejsza się ich konduktywność. Jest to wywołane zmniejszeniem się łatwości
poruszania się elektronów w sieci krystalicznej w miarę wzrostu temperatury.
W półprzewodnikach w miarę wzrostu temperatury ich konduktywność zwiększa się,
gdyż zwiększa się koncentracja elektronów swobodnych. W przewodnikach ilość
nośników nie zależy w zasadzie od temperatury.
Po doprowadzeniu pola elektrycznego do półprzewodnika samoistnego elektrony
swobodne znajdujące się w paśmie przewodnictwa tworzą prąd elektronowy. Ruch
elektronów walencyjnych w paśmie walencyjnym, polegający na wypełnieniu dziur,
możemy traktować jako ruch ładunków dodatnich; zwiemy go prądem dziurawym.
Przewodnictwo elektryczne półprzewodników samoistnych
charakteryzuje się :
- w temperaturze normalnej (pokojowej) zachodzi ono w wyniku
ruchu dziur i elektronów;
- istnieje taka sama liczba dziur jak elektronów, gdyż uwolnieniu z
wiązań jednego elektronu towarzyszy powstanie jednej dziury;
- prąd całkowity przewodzenia jest sumą prądu dziur i prądu
elektronów.
W praktyce oprócz omówionych półprzewodników samoistnych są
stosowane tzw. półprzewodniki niesamoistne. Półprzewodniki
niesamoistne, produkowane najczęściej na bazie germanu i krzemu,
powstają w wyniku wprowadzenia do ich sieci krystalicznej, atomów
pierwiastków 3- lub 5- wartościowych. Wprowadzenie tych
domieszek zwiększa przewodnictwo albo elektronowe, albo
dziurawe. Jest to wywołane tym, że wiązanie w sieci krystalicznej
atomów krzemu lub germanu, wymaga 4 elektronów walencyjnych, a
atom pierwiastka z V grupy ma 5 elektronów walencyjnych. Elektron
niebiorący udziału w wiązaniu, po otrzymaniu stosunkowo
niewielkiej energii przechodzi do pasma przewodnictwa.