257

W danej temperaturze ustala się zatem pewien stan równowagi dynamicznej, w którym liczba elektronów w paśmie przewodnictwa jest stała. Liczbę elektronów, które w danej temperaturze przejdą z pasma podstawowego do pasma przewodnictwa, oblicza się na podstawie wzoru:

%=^Aił« ^exp(”^r)    <5.96)

gdzie:

Nq - liczba elektronów walencyjnych,

AE₀ - szerokość energetyczna pasma wzbronionego,

T temperatura pomiaru, k ~ t stała Boltzmana,

A - stała charakteryzująca rodzaj ciała.

Ze wzoru (5.96) wynika, że w temperaturze zera bezwzględnego nie ma elektronów w paśmie przewodnictwa; kryształ jest wtedy doskonałym izolatorem.

B pasmo p		rzewodmctwa Ul
V- BHH©,r S pasmo podstawowe 9H _^

W stanie równowagi dynamicznej liczba elektronów i dziur jest jednakowa dla chemicznie czystego półprzewodnika. Przewodnictwo elektryczne dla takiego typu półprzewodników nazywa się przewodnictwem samoistnym. W rzeczywistości trudno jest otrzymać półprzewodniki samoistne o regularnej budowie krystalicznej (pozbawionej defektów), składającej się z atomów jednego rodzaju. Zaburzenia sieci krystalicznej mogą być różnego rodzaju. Najczęściej są to atomy obcego pierwiastka. Obce atomy lub związki wnoszą dodatkowy ładunek elektryczny, a ich poziomy energetyczne różnią się od układu poziomów w sieci podstawowej.

W praktyce celowo wprowadza się do półprzewodnika niewielką liczbę obcych atomów (domieszek), aby otrzymać przewagę jednego rodzaju nośni-1 ków prądu, a tym samym znacznie    ^r

zwiększyć elektryczne przewodnictwo    Rys. 5.29

właściwe. Półprzewodnik z wprowadzoną do niego domieszką nazywa się półprzewodnikiem domieszkowym. W przypadku pierwiastków czterowartościowych, takich jak german lub krzem, które są podstawą w produkcji elementów półprzewodnikowych, jako domieszki stosuje się pierwiastki z grupy trzeciej lub piątej układu okresowego pierwiastków. Spośród tych wybiera się takie, których pasmo