DSC89

20. Półprzewodniki, substancje zachowujące się w pewnych warunkach jak dielektryk, a w innych jak 1 przewodnik. Typowymi półprzewodnikami są: krzem, german, arsenek galu lub antymonek galu.

Półprzewodniki mają małą szerokość pasma wzbronionego (teoria pasmowa).

Rodzaje półprzewodników:

•    samoistne

•    domieszkowe

•    fotoprzewodniki

Ze względu na typ nośnika prądu wyróżnia się półprzewodniki:

•    typu n - inaczej nadmiarowe (występuje tu przewodnictwo elektronowe, liczba elektronów w paśmie przewodnictwa przekracza liczbę dziur przewodzących w paśmie walencyjnym).

•    typu p - inaczej niedomiarowe (występuje w nich przewodnictwo dziurawe w paśmie walencyjni liczba dziur przekracza liczbę elektronów w paśmie przewodnictwa).

•    typu p-n - jeśli półprzewodnik typu p zostanie połączony z półprzewodnikiem typu n to na granic ich styku tworzy się złącze typu p-n. W obszarze półprzewodnika typu n występuje nadmiar swobodnych elektronów, natomiast w obszarze półprzewodnika typu p — nadmiar dziur. Na powierzchni złącza p-n następuje w wyniku wzajemnego przenikania wypełnienie wolnych dziur przez swobodne elektrony. W wyniku tego procesu złącze zostaje pozbawione swobodnych nośników prądu. W złączu p-n w kierunku prostopadłym do powierzchni styku powstaje różnica potencjałów zwana barierą potencjału.

21. Pasmowa teoria przewodnictwa:

Najważniejszym pojęciem tej teorii jest pasmo energetyczne - jest to przedział energii, jaką mogą posiądź elektrony w przewodniku. Energetyczny model pasmowy jest używany w elektronice głównie do wyjaśniania przewodnictwa w ciałach stałych i niektórych ich własności. Elektronika posługuje się zwykle uproszczonym modelem energetycznym, w którym opisuje się energię elektronów walencyjnych dwoma pasmami dozwolonymi:

£ pasmo walencyjne (pasmo podstawowe) - zakres energii jaką posiadają elektrony walencyjne związar z jądrem atomu;

^ pasmo przewodnictwa - zakres energii jaką posiadają elektrony walencyjne uwolnione z atomu, będą wówczas nośnikami swobodnymi w ciele stałym.

Przerwa energetyczna pomiędzy tymi pasmami jest nazywana pasmem zabronionym (wzbronionym) lub przerwą zabronioną (energia

ta jest oznaczana przez Wg). ■	t ,
B,-	_________ 3 -	Bc
		g
Bc — pasmo przewodnictwa g„ _	i / / / □ -
Bg — przerwa wzbroniona	/ * - t Dy
Bv - pasmo walencyjne		Bv
	8 = 0 01	•V<B<ok 3eV

Żeby w danym materiale mógł płynąć prąd elektryczny muszą istnieć swobodne nośniki - pojawią się one, gdy elektrony z pasma walencyjnego przejdą do pasma przewodnictwa. Musi więc zostać z zewnątrz dostarczona energia co najmniej tak duża, jak przerwa zabroniona. W przewodnikach nie ma pasma zabronionego, natomiast w materiałach izolacyjnych przerwa energetyczna jest bardzo duża (Wg rzędu 10eV). Dostarczenie tak dużej energii zewnętrznej (napięcia) najczęściej w praktyce oznacza fizyczne zniszczenie izolatora.

Temperaturowy współczynnik rezystancji:

Jest wyrażany w ppm/K (milionowych częściach na kelwin) współczynnik zmian oporności rezystora. Wzr temperatury powoduje:

a)    wzrost rezystancji metali i ich stopów - mają one dodatni TWR

b)    spadek rezystancji elektrolitów i półprzewodników - mają one ujemny TWR.