Умови виникнення струму у напівпровіднику. Прямий p-n перехід

Напівпровідниками назвали клас речовин, у яких з підвищенням температури збільшується провідність, зменшується електричний опір. Цим напівпровідники принципово відрізняються від металів.

Типовими напівпровідниками є кристали германію і кремнію, в яких атоми об'єднані ковалентною зв'язком. За будь-яких температур у напівпровідниках є вільні електрони. Вільні електрони під дією зовнішнього електричного поляможуть переміщатися кристалі, створюючи електронний струм провідності. Видалення електрона з зовнішньої оболонкиодного з атомів кристалічних ґратпризводить до перетворення цього атома на позитивний іон. Цей іон може нейтралізуватися, захопивши електрон в одного із сусідніх атомів. Далі, в результаті переходів електронів від атомів до позитивним іонамвідбувається процес хаотичного переміщення в кристалі місця з недостатнім електроном. Зовні цей процес сприймається як переміщення позитивного електричного зарядузваного діркою.

При приміщенні кристала в електричне поле виникає упорядкований рух дірок - дірковий струм провідності.

В ідеальному напівпровідниковому кристалі електричний струм створюється рухом рівної кількості негативно заряджених електронів та позитивно заряджених дірок. Провідність в ідеальних напівпровідниках називається власною провідністю.

Властивості напівпровідників сильно залежить від вмісту домішок. Домішки бувають двох типів - донорні та акцепторні.

Домішки, що віддають електрони та створюють електронну провідність, називаються донорними(Домішки, що мають валентність більше, ніж у основного напівпровідника). Напівпровідники, у яких концентрація електронів перевищує концентрацію дірок, називають напівпровідниками n-типу.

Домішки, що захоплюють електрони і створюють тим самим рухливі дірки, не збільшуючи при цьому кількість електронів провідності, називають акцепторними(Домішки мають валентність менше, ніж у основного напівпровідника).

При низьких температурахосновними носіями струму в напівпровідниковому кристалі з акцепторною домішкою є дірки, а чи не основними носіями - електрони. Напівпровідники, у яких концентрація дірок перевищує концентрацію електронів провідності, називають дірковими напівпровідниками або напівпровідниками р-типу. Розглянемо контакт двох напівпровідників з різними типамипровідності.

Через кордон цих напівпровідників відбувається взаємна дифузія основних носіїв: електрони з n-напівпровідника дифундують в р-напівпровідник, а дірки з р-напівпровідника в n-напівпровідник. В результаті ділянка n-напівпровідника, що межує з контактом, буде збіднена електронами, і в ній утворюється надмірна позитивний зарядобумовлений наявністю оголених іонів домішки. Рух дірок з р-напівпровідника до n-напівпровідника призводить до виникнення надлишкового негативного зарядуу прикордонній ділянці р-напівпровідника. В результаті утворюється подвійний електричний шар і виникає контактне електричне поле, яке перешкоджає подальшій дифузії основних носіїв заряду. Цей шар називають замикаючим.

Зовнішнє електричне поле впливає на електропровідність замикаючого шару. Якщо напівпровідники підключені до джерела, як показано на рис. 55, то під дією зовнішнього електричного поля основні носії заряду - вільні електрони в п-напівпровіднику та дірки в р-напівпровіднику - будуть рухатися назустріч один одному до межі розділу напівпровідників, при цьому товщина p-n-переходу зменшується, отже, зменшується опір. І тут сила струму обмежується зовнішнім опором. Такий напрямок зовнішнього електричного поля називається прямим. Прямому включенню p-n-переходу відповідає ділянка 1 на вольт-амперної характеристики (див. рис. 57).

Носії електричного струмув різних середовищахта вольт-амперні характеристики узагальнені в табл. 1.

Якщо напівпровідники підключені до джерела, як показано на рис. 56, то електрони в п-напівпровіднику та дірки в р-напівпровіднику будуть переміщатися під дією зовнішнього електричного поля від кордону протилежні сторони. Товщина замикаючого шару і, отже, його опір збільшується. При такому напрямку зовнішнього електричного поля - зворотному (замикаючому) через межу розділу проходять тільки неосновні носіїзаряду, концентрація яких набагато менше, ніж основних, і струм практично дорівнює нулю. Зворотному включенню р-п-переходу відповідає ділянка 2 на вольт-амперної характеристики (рис. 57).

Таким чином, р-п-перехід має несиметричну провідність. Ця властивість використовується в напівпровідникових діодах, що містять один p-n-перехід і застосовуються, наприклад, для випрямлення змінного струму або детектування.

Напівпровідники знаходять широке застосуванняу сучасній електронній техніці.

Залежність електричного опору напівпровідникових металів від температури використовується у спеціальних напівпровідникових приладах. терморезисторах. Прилади, в яких використовується властивість напівпровідникових кристалів, змінювати свій електричний опір при освітленні світлом, називаються фоторезисторами.

Електричний Струм у Вакуумі

Якщо два електроди помістити в герметичний посуд і видалити з посуду повітря, то електричний струм у вакуумі немає - немає носіїв електричного струму. Американський вчений Т. А. Едісон (1847-1931) в 1879 р. виявив, що у вакуумній скляній колбі може виникнути електричний струм, якщо один з електродів, що знаходяться в ній, нагріти до високої температури. Явище випромінювання вільних електронів із поверхні нагрітих тіл називається термоелектронною емісією. Робота, яку потрібно здійснити для звільнення електрона з поверхні тіла, називається роботою виходу. Явище термоелектронної емісії пояснюється тим, що з підвищення температури тіла збільшується кінетична енергіядеякої частини електронів у речовині. Якщо кінетична енергія електрона перевищить роботу виходу, він може подолати дію сил тяжіння з боку позитивних іонів і вийти з поверхні тіла у вакуумі. На явище термоелектронної емісії засновано роботу різних електронних ламп.

Природа електричного струму у напівпровідниках. Власна та домішкова провідність.

Напівпровідники - це речовини, питомий опіряких зменшується з підвищенням температури, наявністю домішок, зміною освітленості. За цими властивостями вони дуже відрізняються від металів. Зазвичай до напівпровідників ставляться кристали, у яких звільнення електрона потрібна енергія трохи більше 1,5-2 эВ. Типовими напівпровідниками є кристали германію та кремнію, в яких атоми об'єднані. ковалентним зв'язком. Природа зв'язку дозволяє пояснити зазначені вище характерні властивості. При нагріванні напівпровідників їх атоми іонізуються. Електрони, що звільнилися, не можуть бути захоплені сусідніми атомами, тому що всі їх валентні зв'язки насичені. Вільні електрони під дією зовнішнього електричного поля можуть переміщатися кристалі, створюючи електронний струм провідності. Видалення електрона із зовнішньої оболонки одного з атомів у кристалічній решітці призводить до утворення позитивного іона. Цей іон може нейтралізуватись, захопивши електрон. Далі, в результаті переходів електронів від атомів до позитивних іонів відбувається процес хаотичного переміщення в кристалі місця з недостатнім електроном - «дірки». Зовні цей процес хаотичного переміщення сприймається як переміщення позитивного заряду. При приміщенні кристала в електричне поле виникає впорядкований рух «дірок» - дірковий струм провідності. В ідеальному кристалі струм створюється рівною кількістю електронів і дірок. Такий тип провідності називають власною провідністю напівпровідників. У разі підвищення температури (або освітленості) власна провідність провідників збільшується.
На провідність напівпровідників великий впливнадають домішки. Домішки бувають донорні та акцепторні. Допірна домішка – це домішка з більшою валентністю. При додаванні донорної домішки у напівпровіднику утворюються липлі електрони. Провідність стане електронною, а напівпровідник називають напівпровідником n-типу. Наприклад, для кремнію з валентністю n - 4 донорною домішкою є миш'як з валентністю n = 5. Кожен атом домішки миш'яку призведе до утворення одного електрона провідності.
Акцепторна домішка – це домішка з меншою валентністю. При додаванні такої домішки у напівпровіднику утворюється надмірна кількість «дірок». Провідність буде «дірковою», а напівпровідник називають напівпровідником р-типу. Наприклад, для кремнію акцепторною домішкою є індій із валентністю п = 3. Кожен атом індія призведе до утворення зайвої «дірки».
Принцип дії більшості напівпровідникових приладів ґрунтується на властивостях р-n-переходу.

У § 2 ми говорили вже про те, що переважна більшість речовин не належить ні до таких хороших діелектриків, як бурштин, кварц або порцеляна, ні до таких хороших провідників струму, як метали, а займає проміжне положенняміж тими та іншими. Їх називають напівпровідниками. Питомі провідності різних тіл можуть мати дуже різні значення. Хороші діелектрики мають незначну провідність: від до См/м; провідність металів, навпаки, дуже велика: від до См/м (табл. 2). Напівпровідники за провідністю лежать в інтервалі між цими крайніми межами.

Особливий науковий та технічний інтерес становлять так звані електронні напівпровідники. Як і в металах, проходження електричного струму через такі напівпровідники не викликає жодних хімічних зміну них; отже, маємо зробити висновок, що у них вільними носіями заряду є електрони, а чи не іони. Інакше кажучи, провідність цих напівпровідників, як і металів, є електронною. Однак вже величезна кількісна відмінність між питомими провідностями вказує на те, що існують дуже глибокі якісні відмінності в умовах проходження електричного струму через метали та напівпровідники. Ряд інших особливостей електричних властивостях напівпровідників також свідчить про істотні різницю між механізмом провідності металів і напівпровідників.

Питома провідність є струм, що проходить через одиничний переріз під впливом електричного поля, напруга якого дорівнює 1 В/м. Струм цей буде тим більше, чим більша швидкість , що придбавається в цьому полі носіями зарядів, і чим більша концентрація носіїв зарядів , тобто число їх в одиниці об'єму. У рідких та твердих тілахі нерозріджених газах внаслідок «тертя», що випробовується зарядами, що рухаються, швидкість їх пропорційна напруженості поля. У цих випадках швидкість , що відповідає напруженості поля 1 В/м, називають рухливістю заряду.

Якщо заряди рухаються вздовж поля зі швидкістю , то в одиницю часу через одиничний переріз пройдуть усі заряди, що знаходяться на відстані або меншій від цього перерізу (рис. 183). Ці заряди заповнюють об'єм [м3], і число їх дорівнює . Заряд, що переноситься ними через одиничний перетин в одиницю часу, дорівнює , де - Заряд носія струму. Отже,

Мал. 183. До висновку співвідношення

Відмінність у провідності металів і напівпровідників пов'язана з великою відмінністю в концентрації носіїв струму. Вимірювання показали, що в 1 м3 металів є електронів, тобто на кожен атом металу припадає приблизно по одному вільному електрону. У напівпровідниках концентрація електронів провідності в багато тисяч і навіть мільйонів разів менша.

p align="justify"> Наступна важлива відмінність в електричних властивостях металів і напівпровідників полягає в характері залежності провідності цих речовин від температури. Ми знаємо (§ 48), що при підвищенні температури опір металів зростає, тобто провідність їх зменшується, а провідність напівпровідників при підвищенні температури зростає. Рухливість електронів у металах зменшується при нагріванні, а напівпровідниках вона, залежно від цього, який температурний інтервал розглядається, може як зменшуватися, і зростати з температурою.

Той факт, що в напівпровідниках, незважаючи на зменшення рухливості, провідність при підвищенні температури зростає, свідчить про те, що при підвищенні температури в напівпровідниках відбувається дуже швидке зростання числа вільних електронів, і вплив цього пересилує вплив зменшення рухливості. При дуже низькій температурі (близько 0 К) у напівпровідниках є мізерно мало вільних електронів, і тому вони є майже досконалими діелектриками; провідність їх дуже низька. Зі зростанням температури кількість вільних електронів різко зростає, і за досить високої температури напівпровідники можуть мати провідність, що наближається до провідності металів.

Ця сильна залежність числа вільних електронів від температури є найхарактернішою особливістю напівпровідників, що різко відрізняє їх від металів, у яких кількість вільних електронів від температури не залежить. Вона вказує на те, що в напівпровідниках, для того щоб перевести електрон із «пов'язаного» стану, в якому він не може переходити від атома до атома, у «вільний» стан, в якому він легко переміщається по тілу, необхідно повідомити цього електрона деякий запас енергії. Ця величина, звана енергією іонізації, для різних речовинрізна, але загалом має значення від кількох десятих електронвольт до кількох електронвольт. При нормальних температурах середня енергія теплового рухунабагато менше цієї величини, але, як ми знаємо (див. том I), деякі частинки (зокрема, деякі електрони) мають швидкості та енергії значно більші, ніж середнє значення. Певна, дуже невелика частка електронів має достатній запас енергії, щоб перейти із «пов'язаного» стану до «вільного». Ці електрони і зумовлюють можливість проходження електричного струму через напівпровідник навіть за кімнатної температури.

З підвищенням температури кількість вільних електронів дуже швидко зростає. Так, наприклад, якщо енергія, необхідна для звільнення електрона, еВ, то при кімнатній температурі приблизно лише один електрон на атомів матиме запас теплової енергії, достатній для його звільнення. Концентрація вільних електронів буде дуже мала (близько м-3), але все ж таки достатня для створення вимірних електричних струмів. Але якщо ми знизимо температуру до -80 ° С, то кількість вільних електронів зменшиться приблизно в 500 мільйонів разів, і тіло практично буде діелектриком. Навпаки, у разі підвищення температури до 200°С кількість вільних електронів зросте у 20 тисяч разів, а за підвищення температури до 800°С – в 500 мільйонів разів. Провідність тіла при цьому буде швидко зростати, незважаючи на зменшення рухливості вільних електронів, що протидіє цьому зростанню.

Таким чином, основна і принципова відмінність між напівпровідниками і металами полягає в тому, що в напівпровідниках, щоб перевести електрон зі зв'язаного стану у вільний, потрібно повідомити йому деяку додаткову енергію, а в металах вже при найнижчій температурі є велика кількість вільних електронів . Сили молекулярної взаємодіїв металах самі по собі виявляються достатніми для того, щоб звільнити частину електронів.

Дуже швидке зростання числа вільних електронів у напівпровідниках у разі підвищення їхньої температури призводить до того, що зміна опору напівпровідників з температурою в 10-20 разів більше, ніж у металів. Опір металів змінюється в середньому на 0,3% за зміни температури на 1°С; у напівпровідників підвищення температури на 1°С може змінити провідність на 3-6%, а підвищення температури на 100°С - в 50 разів.

Напівпровідники, пристосовані для їхнього використання дуже великого температурного коефіцієнта опору, отримали в техніці назву термоопорів (або термісторів). Термоопір знаходять багато дуже важливих і все поширених застосувань в найрізноманітніших галузях техніки: для автоматики і телемеханіки, а також як дуже точні і чутливі термометри.

Термометри опору, або, як їх називають, болометри, застосовувалися в лабораторній практиці вже давно, але раніше вони виготовлялися з металів, і це було пов'язано з низкою труднощів, що обмежували їх застосування. Болометри доводилося робити з довгого тонкого дроту, щоб загальний їхній опір був досить великий порівняно з опором проводів, що підводять. Крім того, зміна опору металів дуже мало, і вимірювання температури за допомогою металевих болометрів вимагало надзвичайно точного виміру опорів. Від цих недоліків вільні напівпровідникові болометри, або термоопір. Їхній питомий опір настільки великий, що болометр може мати розміри в кілька міліметрів або навіть кілька десятих часток міліметра. При таких малих розмірах термоопір надзвичайно швидко приймає температуру. довкіллящо дозволяє вимірювати температуру невеликих предметів (наприклад, листя рослин або окремих ділянок людської шкіри).

Чутливість сучасних термоопорів настільки велика, що з їх допомогою можна виявляти та вимірювати зміни температури на одну мільйонну частку кельвіна. Це дало можливість застосовувати їх у сучасних приладах для вимірювання інтенсивності дуже слабкого випромінювання замість термостовпчиків (§ 85).

У тих випадках, які ми розглядали вище, додаткова енергія, необхідна звільнення електрона, повідомлялася йому з допомогою теплового руху, т. е. з допомогою запасу внутрішньої енергіїтіла. Але ця енергія може передаватися електронам при поглинанні тілом світлової енергії. Опір таких напівпровідників при дії на них світла значно зменшується. Це явище отримало назву фотопровідності або внутрішнього фотоелектричного ефекту. Прилади, засновані на цьому явищі, Останнім часомвсе ширше використовуються в техніці для сигналізації та автоматики.

Ми бачили, що у напівпровідниках лише дуже невелика частка всіх електронів перебуває у вільному стані та бере участь у створенні електричного струму. Але не слід думати, ніби постійно одні й ті ж електрони знаходяться у вільному стані, а решта – у зв'язаному. Навпаки, у напівпровіднику постійно йдуть два протилежні процеси. З одного боку, йде процес звільнення електронів за рахунок внутрішньої чи світлової енергії; з іншого боку, йде процес захоплення звільнених електронів, тобто возз'єднання їх з тим чи іншим із іонів, що залишилися в напівпровіднику – атомів, що втратили свій електрон. У середньому кожен звільнений електрон залишається вільним лише дуже короткий час - від до (від тисячної до однієї стомільйонної секунди). Постійно деяка частка електронів виявляється вільною, але склад цих вільних електронів постійно змінюється: одні електрони переходять із зв'язаного стану у вільне, інші – із вільного у зв'язане. Рівнавага між зв'язаними та вільними електронами є рухомою, або динамічною.

Напівпровідниками назвали клас речовин, у яких з підвищенням температури збільшується провідність, зменшується електричний опір. Цим напівпровідники принципово відрізняються від металів.

Типовими напівпровідниками є кристали германію і кремнію, в яких атоми об'єднані ковалентною зв'язком. За будь-яких температур у напівпровідниках є вільні електрони. Вільні електрони під дією зовнішнього електричного поля можуть переміщатися кристалі, створюючи електронний струм провідності. Видалення електрона із зовнішньої оболонки одного з атомів кристалічної решітки призводить до перетворення цього атома на позитивний іон. Цей іон може нейтралізуватися, захопивши електрон в одного із сусідніх атомів. Далі, в результаті переходів електронів від атомів до позитивних іонів відбувається процес хаотичного переміщення в кристалі місця з недостатнім електроном. Зовні цей процес сприймається як переміщення позитивного електричного заряду діркою.

При приміщенні кристала в електричне поле виникає упорядкований рух дірок - дірковий струм провідності.

В ідеальному напівпровідниковому кристалі електричний струм створюється рухом рівної кількості негативно заряджених електронів та позитивно заряджених дірок. Провідність в ідеальних напівпровідниках називається власною провідністю.

Властивості напівпровідників сильно залежить від вмісту домішок. Домішки бувають двох типів - донорні та акцепторні.

Домішки, що віддають електрони та створюють електронну провідність, називаються донорними(Домішки, що мають валентність більше, ніж у основного напівпровідника). Напівпровідники, у яких концентрація електронів перевищує концентрацію дірок, називають напівпровідниками n-типу.

Домішки, що захоплюють електрони і створюють тим самим рухливі дірки, не збільшуючи при цьому кількість електронів провідності, називають акцепторними(Домішки мають валентність менше, ніж у основного напівпровідника).

За низьких температур основними носіями струму в напівпровідниковому кристалі з акцепторною домішкою є дірки, а не основними носіями - електрони. Напівпровідники, у яких концентрація дірок перевищує концентрацію електронів провідності, називають дірковими напівпровідниками або напівпровідниками р-типу. Розглянемо контакт двох напівпровідників із різними типами провідності.

Через кордон цих напівпровідників відбувається взаємна дифузія основних носіїв: електрони з n-напівпровідника дифундують в р-напівпровідник, а дірки з р-напівпровідника в n-напівпровідник. В результаті ділянка n-напівпровідника, що межує з контактом, буде збіднений електронами, і в ньому утворюється надлишковий позитивний заряд, зумовлений наявністю оголених іонів домішки. Рух дірок з р-напівпровідника до n-напівпровідника призводить до виникнення надмірного негативного заряду в прикордонній ділянці р-напівпровідника. В результаті утворюється подвійний електричний шар і виникає контактне електричне поле, яке перешкоджає подальшій дифузії основних носіїв заряду. Цей шар називають замикаючим.

Зовнішнє електричне поле впливає на електропровідність замикаючого шару. Якщо напівпровідники підключені до джерела, як показано на рис. 55, то під дією зовнішнього електричного поля основні носії заряду - вільні електрони в п-напівпровіднику та дірки в р-напівпровіднику - будуть рухатися назустріч один одному до межі розділу напівпровідників, при цьому товщина p-n-переходу зменшується, отже, зменшується опір. І тут сила струму обмежується зовнішнім опором. Такий напрямок зовнішнього електричного поля називається прямим. Прямому включенню p-n-переходу відповідає ділянка 1 на вольт-амперної характеристики (див. рис. 57).

Носії електричного струму в різних середовищах та вольт-амперні характеристики узагальнені у табл. 1.

Якщо напівпровідники підключені до джерела, як показано на рис. 56, то електрони в п-напівпровіднику та дірки в р-напівпровіднику переміщатимуться під дією зовнішнього електричного поля від кордону в протилежні сторони. Товщина замикаючого шару і, отже, його опір збільшується. При такому напрямку зовнішнього електричного поля - зворотному (замикаючому) через межу розділу проходять лише неосновні носії заряду, концентрація яких набагато менша, ніж основних, і струм практично дорівнює нулю. Зворотному включенню р-п-переходу відповідає ділянка 2 на вольт-амперної характеристики (рис. 57).

Фізичні властивостінапівпровідників Напівпровідники - матеріали, які за своєю питомою провідністю займають проміжне місце між провідниками та діелектриками. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідностііз зростанням температури. Електричні властивостіречовин Провідники Добре проводять електричний струм До них відносяться метали, електроліти, плазма … Найбільш використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe … Напівпровідники Займають по провідності проміжне положення між провідниками та діелектриками Si, Ge, Se, In, As Діелектрики Практично не проводять електричний струм До них відносяться пластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір.

Фізичні властивості напівпровідників Проводимість напівпровідників залежить від температури. На відміну від провідників, опір яких зростає із зростанням температури, опір напівпровідників при нагріванні зменшується. Поблизу абсолютного нулянапівпровідники мають властивості діелектриків. R (Ом) метал R 0 напівпровідник t (0 C)

Власна провідність напівпровідників При звичайних умовах(невисокі температури) у напівпровідниках відсутні вільні заряджені частинки, тому напівпровідник не проводить електричний струм. - Si Si - - Si

"Дірка" При нагріванні кінетична енергія електронів збільшується і найшвидші з них залишають свою орбіту. Під час розриву зв'язку між електроном і ядром з'являється вільне місце електронної оболонкиатома. Тут утворюється умовний позитивний заряд, званий «діркою» . Si + Si - вільний електрон Si - + - Si дірка - + Si

Власна провідність напівпровідників Валентний електрон сусіднього атома, притягуючись до дірки, може перескочити у неї (рекомбінувати). При цьому на його колишньому місці утворюється нова «дірка», яка може аналогічно переміщатися по кристалу.

Власна провідність напівпровідників Якщо напруженість електричного поля в зразку дорівнює нулю, то рух електронів, що звільнилися, і «дірок» відбувається безладно і тому не створює електричного струму. Під впливом електричного поля електрони та дірки починають упорядкований (зустрічний) рух, утворюючи електричний струм. Провідність за цих умов називають власною провідністю напівпровідників. У цьому рух електронів створює електронну провідність, а рух дірок – дірочну провідність.

Домішна провідність напівпровідників Дозоване введення в чистий провідник домішок дозволяє цілеспрямовано змінювати його провідність. Тому для збільшення провідності в чисті напівпровідники впроваджують домішки (легують), які бувають донорні та акцепторні домішки.

Електронні напівпровідники(nтипу) походить від чотиривалентний напівпровідник Термін «n-тип» (наприклад, кремній) додають домішка пятивалентного напівпровідника (наприклад, миш'яку). При легуванні 4 – валентного кремнію (Si) 5 – валентним миш'яком(As), один із 5 електронів миш'яку стає вільним. У даному випадкуперенесення заряду здійснюється в основному електронами, тому що їх концентрація більша ніж дірок. Така провідність називається електронною. Домішки, які додають напівпровідники, внаслідок чого вони перетворюються на напівпровідники n-типу, називаються донорними. Провідність N-напівпровідників приблизно дорівнює: - Si Si - As - Si -

Діркові напівпровідники (р-типу) Термін "p-тип" походить від слова "positive", що означає позитивний заряд основних носіїв. У чотиривалентний напівпровідник (наприклад, кремній) додають атоми тривалентного елемента (наприклад, індія). Домішки, які додають у цьому випадку, називаються акцепторними. Якщо кремній легувати тривалентним індієм, то освіти зв'язків з кремнієм в індія бракує одного електрона, т. е. утворюється додаткова дірка. У такому напівпровіднику основними носіями заряду є дірки, а провідність називається дірковою. Провідність P-напівпровідників приблизно дорівнює: - Si Si - In + - Si

Пряме включення р + + + n + + - - _ - Струм через p – n перехід здійснюється основними носіями заряду (дірки Опір переходу мало, струм великий. рухаються вправо, електрони – вліво)

Основні носії заряду не проходять через p – n перехід. Опір переходу велике, струм практично відсутній.

Діод Напівпровідниковий діод - напівпровідниковий прилад з одним електричним переходомта двома висновками (електродами). На відміну з інших типів діодів, принцип дії напівпровідникового діода полягає в явище p-n-перехода. Вперше діод винайшов Джон Флемінг у 1904 році.

Типи та застосування діодів Діоди застосовуються в: перетворенні змінного струму в постійне детектування електричних сигналівзахисту різних пристроїв від неправильної полярності включення комутації високочастотних сигналів стабілізації струму та напруги передачі та прийому сигналів

Транзистор електронний прилад з напівпровідникового матеріалу, зазвичай з трьома висновками, що дозволяє вхідним сигналам керувати струмом електричного ланцюга. Зазвичай використовується для посилення, генерування та перетворення електричних сигналів. У 1947 році Вільям Шоклі, Джон Бардін і Уолтер Браттейн у лабораторіях Bell Labs вперше створили діючий біполярний транзистор.

Біполярний транзистор триелектродний напівпровідниковий прилад, один із типів транзистора. За цим способом чергування розрізняють npn та pnp транзистори (n (negative) - електронний типдомішкової провідності, p (positive) – дірочний). У біполярному транзисторі, На відміну від інших різновидів, основними носіями є і електрони, і дірки. Біполярний точковий транзистор був винайдений у 1947 році, протягом наступних років він зарекомендував себе як основний елемент виготовлення інтегральних мікросхем.

Польовий транзистор - напівпровідниковий прилад, у якому струм змінюється внаслідок дії перпендикулярного струму електричного поля, створюваного вхідним сигналом. Протікання в польовому транзисторі робочого струму обумовлено носіями заряду лише одного знака. Польовий транзистор умовно ділять на 2 групи: з керуючим р-n-переходом або переходом метал - напівпровідник з керуванням за допомогою ізольованого електрода (затвора)



Останні матеріали розділу:

Що таке геодезія і що вона вивчає
Що таке геодезія і що вона вивчає

На світі є багато наук. Одна з них – геодезія. Що то за наука? Що вона вивчає? Де їй можна навчитися? Відповіді на ці та інші питання...

б)Філософія права та вчення про правосвідомість
б)Філософія права та вчення про правосвідомість

Ільїн Іван Олександрович, біографія якого є темою цієї статті, був відомим російським публіцистом та письменником. Головне місце у його житті...

Плещеєва презентація до уроку з літератури на тему
Плещеєва презентація до уроку з літератури на тему

Плещеєв Олексій Миколайович коротка біографія російського письменника, поета, перекладача, літературного та театрального критика викладена в цій...