DSCF6610

176

176

pasmo przewodnictwa

pasmo walencyjne

poziomy domieszkowe

Rys. 54. Poziomy domieszkowe w Ge(As)

(negalim) określa znak większościowych nośników prądu, którymi są w tym wypadku elektrony. (Stosunek koncentracji nośników większościowych i mniejszościowych wynosi w typowym przypadku 10⁴). Jeśli do germanu wprowadzone zostaną atomy pierwiastka trójwartościowego, np. glinu, boru lub galu, muszą one, dla uzyskania wymaganej liczby elektronów, „przejąć" czwarty elektron od któregoś z sąsiednich atomów germanu. Powstała w ten sposób dziura może przemieszczać się w krysztale i brać udział w procesie przewodzenia, chociaż „naprawdę” poruszają się tylko elektrony. Takie domieszki nazywają się akceptorami (accepto - przyjmować), a półprzewodnik należy do typu p (positiws)¹.

Ponieważ nośnikami prądu są w tym wypadku głównie obdarzone ładunkiem dodatnim dziury, mówi się czasem o przewodności dziurowej.

W odróżnieniu od poziomów donorowych, które leżały tuż poniżej pasma przewodnictwa, poziomy akceptorowe leżą nieco powyżej pasma walencyjnego.

4. Dioda złączowa

Rozpatrzmy zachowanie się złączonych warstw półprzewodnika typu n i typu p. W obszarze n znajdują się swobodne elektrony, w obszarze p swobodne dziury. Po zetknięciu obu próbek część elektronów przejdzie w wyniku dyfuzji z obszaru n do p, podobnie dodatnie nośniki mogą z p przenikać do n. Proces ten będzie trwał aż do momentu, gdy obszar n uzyska potencjał dodatni względem p taki, że powstałe pole elektryczne zahamuje dalsze przenikanie nośników przez złącze. Końcowa wartość różnicy potencjałów równa jest w przybliżeniu szerokości przerwy energii

gonionych. Jeśli teraz do obszaru wyłączony zostanie dodatni biegun Vj]_a prądu, a do p ujemny, to poten-^ hamujący wzrośnie jeszcze bardziej, jówimy wówczas o złączu spolaryzo-w kierunku zaporowym. Jeśli 'jiomiast do warstwy typu n przyłą-a biegun ujemny, a do warstwy -pu p dodatni, wówczas złącze spoinowane jest w kierunku przewożą. Z rozważań statystycznych po-jjitych mechaniką kwantową można utrzymać przewidywany charakter za-[óoości natężenia prądu przepływającego przez złącze - od przyłożonego jpięria (rys. 55). Charakterystyczne własności złącza n-p wykorzystane gjaly w przyrządzie półprzewodnikowym, zwanym diodą złączową. Nato-past w diodzie tzw. ostrzowej wykorzystuje się własności złącza metal-pół-jswodnik.

i, Tranzystor warstwowy

Urządzenie składające się z trzech odcinków półprzewodnika p—n-p (lub n-p-p), zwanych kolejno: emiterem, bazą i kolektorem, nazywa się tranzystorem warstwowym (rys. 56.)

Z poprzednich uwag wynika, że środkowa warstwa tranzystora p-n-p posiada w warunkach równowagi potencjał dodatni, pozostałe ujemny. Jeśli aaz do emitera przyłączyć z zewnątrz napięcie dodatnie (względem bazy), ido kolektora ujemne, złącze emiter-baza zostanie spolaryzowane w kierunku przewodzenia, co umożliwia emisję dziur w obszar bazy. Bazę stanowi Ma warstwa półprzewodnika, często o grubości rzędu mikrona, ponieważ istotne jest, aby dziury możliwie szybko przebyły obszar typu n, gdzie grozi i rekombinacja z elektronami. Jeśli baza jest dostatecznie cienka, przewa-isjąca część dziur dociera pomyślnie do złącza baza-kolektor, gdzie już dńala na nie napięcie przyspieszające. Z tych samych względów co wybór bazy o małej grubości, tzn. w dążeniu do tego, aby dziury zdążyły dotrzeć do zbierającego je kolektora, zanim ulegną rekombinacji z elektronami, koncentracja akceptorów w emiterze i kolektorze tranzystora przewyższa sykle o 2 + 3 rzędy wielkości koncentrację donorów w materiale bazy.

1

Zapamiętanie oznaczeń ułatwia fakt, że litera p, oznaczająca typ półprzewodnika zawierającego akceptory, występuje w słowie „akceptor”, a litera n służąca do oznaczenia półprzewodników zawierających donory - w słowie „donor". Półprzewodniki samoistne oznaczane są czasem literą i od słowa „inirinsic” (samoistny).