48127

Fizyka półprzewodników

Przedstawione zostaną podstawowe właściwości półprzewodników oraz ich zastosowania. Materiały te zrewolucjonizowały elektronikę i współczesną teclinologię dlatego zostały wybrane do omówienia.

Gdy elektr on znajdujący się w paśmie walencyjnym np. Ge zostanie wzbudzony termicznie, wówczas powstaje w tym paśmie miejsce wolne, a zostaje zapełniony stan w paśmie przewodnictwa. Pusty stan w paśmie walencyjnym nazywany jest dziurą. Na rysunku zaznaczono symbolicznie tę sytuację.

W obecności zewnętrznego pola elektrycznego inny elektron walencyjny, sąsiadujący z dziurą może

wiązanie

elektron

przewodnictwa

Eprzerw

■ dziura

zająć jej miejsce, pozostawiając po sobie nową dziurę, która zostanie zapełniona przez kolejny elektron itd. Zatem dziur a przemieszcza się w kierunku przeciwnym niż elektron i zachowuje jak nośnik ładunku dodatniego (dodatni elektron).

Liczba dziur jest równa liczbie elektronów przewodructwa. Takie pólprzewodruki nazywamy samoistnymi.

Domieszkowanie półprzewodników

Jeżeli w trakcie wzrostu kryształów do roztopionego germanu dodamy niewielką ilość arsenu (grupa 5 irkladu okresowego) to arsen wbudował się w strukturę gennanu wykorzystując cztery spośród pięciu elektronów walencyjnych. Pozostały elektron nie bierze udziału w wiązamu i łatwo staje się elektronem pr zew^rodnictw^ra. Dzięki temu w paśmie przewodnictwa jest prawie tyle elektronów' ile atomów arsenu (domieszki). Zazwyczaj liczba ta jest większa niż liczba elektronów wzbudzonych termiezrue z pasma walencyjnego. Taki półprzewodnik nazywany jest półprzewodnikiem typu n (negative).

German można też domieszkować galem (grupa 3 układu okresowego). W takim przypadku atom galu będzie miał tendencję do wychwytywarua elektronu z sąsiedniego atomu gennanu aby uzupełnić cztery wiązania kowalencyjne. Zatem atom galu wprowadza dziurę i mamy półprzewodnik typu p (positive).