Szennyező félvezetők - studopediya
Ha a kristály germánium vagy szilícium hozzá szennyező elemek a harmadik vagy ötödik csoport a periódusos rendszer, egy ilyen félvezető nevezzük szennyezésként. A szennyeződések lehetnek a donor és akceptor típusok.
A szennyező atom, amely létrehozza a gerjesztési energia szinten alkalmazott undriven állapotban és a donor elektronok a gerjesztett állapotban, egy elektron a vezetési sávban nevezzük a donor.
A szennyező atom, amely létrehozza a gerjesztési energia szintje a szabad elektronok a undriven állapotban, és képes megragadni egy elektront vegyértékelektronját gerjesztés hatására létre lyukakat a vegyérték sáv nevezzük akceptor.
Tekintsük a kialakulását szennyező félvezetők.
Ha így egy előtisztított szilícium, germánium szennyező ötvegyértékű elem - donor (foszfor P, Sb antimont, arzén As) szennyező atomok cserélje bázis-atomok a kristályrácsban (ábra 1.13, a).
A négy az öt vegyérték elektronok a szennyező atomok kovalens kötést négy szomszédos atomokban félvezető. Ötödik elektron feleslegben (ábra 1.13, b).
A ionizációs energiája a donor atomok lényegesen kisebb ionizációs energiája intrinsic félvezetők. Ezért, szobahőmérsékleten, a felesleges elektronok izgatott, és szennyeződések a vezetési sávban. szennyező atomok, amelyek elvesztették egy elektron feleslegben, átalakítjuk a pozitív ionok.
Ábra 1.13 - szerkezete és sávban diagramja félvezető egy donor szennyező
ND elektronok száma. halad az intézkedés alapján hőenergia a vezetési sávban donor szintjén WD. jelentősen meghaladja a számát ni az elektronok halad át a vezetési sáv a vegyérték sáv a folyamat generáló pár elektron - lyuk. Ezért feltételezhetjük, hogy a vezetési elektron sűrűség teljesen koncentrációja határozza meg a donor szennyező nn < A lyuk koncentrációja a donor félvezető sokkal alacsonyabb, mint egy belső félvezető. Ezzel kapcsolatban PN lyukak kisebbségi töltéshordozók, és az elektronok nn - alap.
Ábra 1.14 - szerkezete és sáv rajza félvezető
egy elfogadó szennyező
Ezért, a donor félvezető úgynevezett elektronikus félvezető vagy félvezető n - típusú.
Hozzáadásakor germánium, szilícium kristály vagy háromértékű szennyező elem - akceptor (Ga galliumot, indium, bór B), szennyező atom helyettesítve van a kristályrácsban a félvezető atomok. A formáció a négy kovalens kötés hiányzik egy vegyérték-elektron-szennyező atomok (1.14 ábra, a).
Elég kis külső energiát elektronok a felső szint a vegyérték sáv eltolódott a szennyeződési szint, kovalens kötések hiányoznak (1.14 ábra, b).
Így a vegyérték sáv megjelenő túlzott szintje (lyukak), amelyek részt vesznek létre egy elektromos áram. Miatt ionizációs atomok a kiindulási anyag frakció a elektronok vegyértékelektronját a vezetési sávban esik. A lyukak száma a félvezető, az akceptor nagyobb, mint az elektronok száma:
ahol is Na - atomi koncentrációja az akceptor szennyező.
Ezért, pp lyukak a többségi töltéshordozók, míg az elektronok np - kisebbségi. Félvezetők akceptor szennyező nevezzük lyuk, vagy p-típusú félvezető.