Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2017-05-16 | 690 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Германий (Ge) входит в 4 группу периодической системы элементов Менделеева, т.е. на внешних орбитах атомов находятся 4 валентных электрона. Атомы германия располагаются в строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку, в которой валентные электроны одного атома вступают в ковалентные (парно-электронные) связи с электронами соседних атомов.
Такое строение кристалла можно изобразить в виде плоскостного чертежа (рис. 2.2) с кружочками, обозначающими атомные остатки с зарядом (+4),и линиями, обозначающими электроны, участвующие в создании ковалентных связей. Таким образом, такая пара электронов связана со своей парой атомов и не может свободно перемещаться в объеме ПП.
Поскольку все валентные электроны участвуют в создании ковалентных связей, и свободных электронов нет, проводимость равна 0 (при температуре абсолютного нуля t = -273°С). Для создания проводимости ПП необходимо внести дефект в кристаллическую решетку. Это можно осуществить двумя путями:
- подводом энергии извне (тепловой, лучистой, электрической и т.д.);
- внесением примеси;
При подводе энергии извне (например, тепловой) возникает тепловое возбуждение электронов, при котором рвется ковалентная связь и электрон становится носителем отрицательного заряда. Электрон, освобождаясь, образует в кристаллической решетке разорванную связь, обладающую единичным положительным электрическим зарядом - дырку.
Освободившееся место может быть заполнено электроном соседнего атома, где образуется новая дырка. Её можно заполнить электрон следующего атома и т.д. Последовательное заполнение свободной (разорванной) связи эквивалентно движению дырки. При отсутствии внешнего поля электроны и дырки хаотически перемещаются по кристаллу с целью выравнивания их концентрации. Это процесс называется диффузией.
|
Если к кристаллу, имеющему свободные электроны и дырки, приложить электрическое поле, то возникнет направленное движение зарядов - дрейф (дырки движутся по силовым линиям, электроны - против).
Проводимость, созданная в ПП в результате разрыва ковалентных связей, называется собственной проводимостью. Собственная проводимость возрастает с повышением температуры. Проводимость ПП существенно зависит не только от температуры, но и от различного рода примесей.
При введении в ПП, например, германий (Ge) пятивалентных элементов (фосфор, сурьма, мышьяк) атомы примесей вступают в ковалентные связи с соседними атомами германия. При этом четыре валентных электрона примеси создают ковалентные связи, а пятый электрон, не вступивший в ковалентную связь, связан со своим ядром гораздо слабее. Поэтому достаточно подвода небольшой энергии (температуры, отличающейся от абсолютного нуля) этот электрон может покинуть атом примеси и стать свободным. При этом возникновение свободных электронов не связано с появлением дырок (рис. 2.3).
В результате каждый атом примеси может дать один электрон, при этом сам атом превращается в положительный ион (+1). Примесь, создающая избыток электронов, называется донорной (латинск. donator - даритель), а германий-легированной донорной примесью n германием (n Ge). Для него основными носителями зарядов (ОНЗ) являются электроны, а не основными (ННЗ) - дырки (ННЗ появляющиеся за счет разрыва ковалентных связей).
При введении в германий 3-х валентных элементов (индий, бор, галлий) в атоме примеси при создании ковалентных связей не хватает одного электрона для создания 4-ой ковалентной связи. При температуре выше абсолютного нуля один из валентных электронов германия заполнит недостающую связь, образовав дырку.
Таким образом, атом примеси поставляет в кристалл одну дырку, а сам становится отрицательным ионом (-1). Примесь, создающая избыток дырок в кристалле, называется акцепторной (латинск. acceptor - получатель, захватывающий), а германий, легированный ею, называется р германием (р Ge). Для него ОНЗ являются дырки, ННЗ - электроны.
|
Проводимость, созданная в кристалле проводника внесением примесей, называется примесной проводимостью.
Для донорной примеси ОНЗ являются электроны (электронная проводимость), для акцепторной примеси ОНЗ являются дырки (дырочная проводимость).
Таким образом, изменяя природу примесей и их концентрацию, можно в широких пределах изменять электрические свойства полупроводников. Применяя различного рода примеси, можно в одном и том же кристалле создать области с различными типами проводимости.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!