Примес проводимост 1

Начало | За нас | обратна връзка

Ако има следи от други вещества в производството на полупроводници, допълнителната-нето на собствените си електрически-ност се появява по-електро-проводимост на примеси, които, в зависимост от вида на примеси може да бъде електронно или дупка. Например, германий е тривалентния, той притежава по-примес електронен електрически повърхност ако пет-валентна антимон на (Sb) и арсен (As), или фосфор (Р) се добавят към него. Техните атоми взаимно действат с германий атома само четирите електрони, и те дават електрон петата тел-мост в зоната. Резултатът се добавя Neko-Thoroe брой проводникова електрони. Примеси. атоми, които дават електрон-ръка, наречени донори ( "донор" Ozna-chaet "дават пожертвани"). донорни атоми губят самите електрони зори zhayutsya положително. Фиг. 1.8 в изглежда, използвайки плоска верига полупроводникови структура атом до ~ Norn примеси (петвалентен антимон) са заобиколени германий атома дава един електрон да лента проводимост.

Полупроводници с преобладаване на електронна проводимост се казва, да повлияе на електрони, полупроводници и п-тип полупроводници. Диаграмата на лента на полупроводникови свързан време на фиг. 1.9. Нивата на енергия от донорни атоми са разположени не само по-долу, много от проводимост групата на базите полупроводникови етапи. Следователно, от всеки втори електрон донорен атом един лесно се превръща в групата на проводимост, и по този начин в тази област има комплемент-нителен брой на електрони е равен на броя на донорни атоми. В самите донорни атоми, където отворите не се образуват.

Ако четиривалентен германий-ЛИЗАЦИЯ съдържа примеси тривалентен бор (В) или индий (In), или алуминиди (А1), те обират електрони от атомите на германий атоми и са оформени в последната дупка. Вещества, показани електрони и дупки проводимост примес които създават, по-акцептор свързване ( "акцептор" Ozna-chaet "приемник"). Акцептор атома улавяне на електрони се отрицателно заредени. Фиг. 1.10 показва схематично, като атом с акцептор примес разположен между германий атома, улавя електрон от съседен втори германий атом, при което този отвор е създаден.

Фиг. 1.10. Появата на проводимостта на примес р-тип

Полупроводници с преобладаване на отвора проводимост полупроводници наричат ​​дупки или р-тип полупроводници (фиг. 1.11). Нивата на енергия на акцепторни атоми са разположени точно над валентната зона. При тези нива на електроните лесно преминават от валентната зона, което се случи, когато тази дупка.

Устройствата за полупроводникови са основно използвани полупроводници, съдържащи донори или акцептори примеси и нарича примес. При нормални работни температури в такива полупроводници всички примеси атоми са ангажирани в създаването на примес проводимост, т.е.. Е. Всеки примес атом или изпраща или улавя един електрон.

За примес проводимост преобладава над своя концентрация Nd атома донор или акцептор примес примес Na концентрация трябва да надвишава собствените носители. Почти в производството на полупроводници, легирани или Nd стойност Na винаги е много пъти повече от Ni или PI. Например, за германий, които при стайна температура m = pt = октомври 13 cm

3. NA концентрация и Na може да бъде равно 15 октомври -10 18 см

3 всяка, т.е. 10 2 -10 5 пъти по-големи от концентрацията на присъщата носител. В бъдеще всички числени примери, ние ще карам под-германий при стайна температура.

таксата превозвачи, чиято концентрация в полупроводника преобладава наричат ​​основни. Те са електроните в полупроводников п-тип и дупки в полупроводника р-тип. Наречен такса превозвачи на малцинствата, концентрацията на които е по-малко от концентрацията на мажоритарните превозвачи. Ако е възможно да се пренебрегва присъщата концентрацията на носител ", т. Е. електрони, и времето. Например, п-тип германий може да бъде. Ясно е, че в сравнение с тази стойност присъщата концентрацията на носител = пи cm 3 13 октомври не е необходимо да се вземе предвид, тъй като тя е 1000 пъти по-малко.

Концентрацията на малцинствените носители в легирани полупроводникови се намалява толкова пъти, колкото се увеличава концентрацията мнозинство носители. По този начин, ако германий и тип Ni = пи = 13 Октомври см3 и след това добавяне на концентрацията на донор на електрони примес увеличи на 1000 и става = твърди 16 октомври см 3. концентрацията на малцинствените носители (отвори) се редуцира 1000 пъти и става PN = 10 октомври см 3. м. д. до милион пъти по-малко от концентрацията на основния износване teley. Това е така, защото при увеличение 1000 пъти концентрацията на електрони проводникова получени от донорни атоми, нисш-кал енергийните нива на лента проводимост са заети от електрони и прехода от валентната зона е възможно само при по-високи нива на лента проводимост. Но за такъв преход, електроните трябва да имат голям Ener Gia от полу-собствен псевдоним, и следователно значително по-малък брой електрони може да osuschest-вит. Съответно, броят на проводникова дупки в валентната зона се намалява значително. Оказва се, че винаги е примес на п-тип полупроводници връзка притежава:

В нашия пример имаме: 10 16 -10 10 = (10 13) 2 = 10 26.

Споменатите полупроводници от п-тип и също се отнася до р-тип полупроводникови а. В него, както и ние можем да приемем това. Например, р-тип германий а може да бъде пп = 10 и 16 PR = 10 10 cm

3. За полупроводника на р-тип е винаги вярно сажди-облечен:

Горните примери ясно показват, че незначително количество примеси значително се промени характерът на електропроводимостта и проводимостта на полупроводника. Всъщност, концентрацията на примес 10 16 cm -3 когато броят на германий атома 4.4 х 10 22 в 1 cm 3 средства, които се натрупват само един примес атом в повече от четири милиона германий атома, т. Е. Сместа е по-малко от 10 4 %. Но в резултат, концентрацията на мнозинството носители се увеличава с 1000 пъти и по този начин увеличава проводимост.

Получаване на полупроводници с такава малка и строго дозирани съдържа zhaniem-желания примес е много труден процес. В този случай източник полупроводника, към която се добавя примес, трябва да е много чисто. За германий примеси право в количество не повече от 10% 8, т.е. не повече от един атом на 10 милиарди атоми Ger мания. А още по-малко от силициеви за примеси: те не трябва да надвишава 10 и 11%.

полупроводника проводимостта примес определя по същия начин, както за присъщите полупроводници. Ако пренебрегнем проводимостта поради малцинствените превозвачи, полупроводниците "тип и р-тип, съответно, може да се пишат

Помислете за преминаване на ток през полупроводниците с различни видове проводимост, както и ще бъдат пренебрегвани за опростяване на малцинствата настоящите превозвачи. Фиг. 1.12, както и преди, дупките са показани леки и електрони - тъмни кръгове. Признаци "плюс" или "минус" означават, съответно, заредените решетъчни атоми. Под влияние на източника на електромагнитни полета в проводниците, свързващи полупроводника п-тип с източник и електрони проводникова пътуват в полупроводника.

Фиг. 1.12. Токът на полупроводници с е (а) и отвор (б (б) електропроводимостта

свързващи кабели р-тип полупроводник се все още се движи електрони в полупроводника и ток трябва да се разглежда като движещи се дупки. Електроните влизат в отрицателен полюс полупроводника дойде тук и да запълни дупката. K положителни полеви су електрони идват от съседните полупроводникови части и тези части се образуват дупки, които се обръщат-schayutsya от десния край на ляво.

Електрическият ток обвързано посока от плюс до минус. В проучването на електронни устройства обикновено е по-удобно да се помисли истинската посока на движение на електрони - от минус до плюс. Ще покажем, както по-горе, това е посоката на стрелката с една точка на мазнини в началото, и прогнозира посоката на тока - стрелката без точка.