Напівпровідники

(від negativ — негативний). Такі домішки називають донорними.

Зовсім інший результат дістанемо, якщо в кристалічній решітці германію його атоми замінюються атомами з меншою валентністю, наприклад тривалентними атомами Індію (мал. 4, а). У такого домішкового атома не вистачає одного електрона для утворення нормального ковалентного зв'язку, характерного для решітки германію. Однак домішковий атом Індію може створити всі зв'язки, якщо він позичить електрон у ближнього атома Германію. Тоді на місці електрона, який залишив атом Германію, утворюється дірка (мал. 4, б). Енергія, необхідна для переходу електрона від сусіднього атома Германію до атома Індію, невелика, тому за кімнатної температури всі домішкові атоми Індію захоплюють від сусідніх атомів Германію електрони, яких не вистачає для нормального зв'язку, а в решітці германію з'являється така сама кількість дірок.

Домішки, які захоплюють електрони від сусідніх атомів і викликають появу дірок, називають акцепторними.

Процес послідовного заповнення дірок електронами еквівалентний, як ми вже переконалися, переміщенню дірки у напівпровіднику і виникненню в ньому носіїв струму.

Оскільки перехід електрона із сусіднього атома відбувається практично без втрат енергії, то дірка, що утворилася, вільно переміщається у кристалі в результаті перестрибувань електронів від сусідніх атомів на дірку. Якщо зовнішнє електричне поле відсутнє,— дірки рухаються хаотично. Коли ж на напівпровідник накласти електричне поле, стрибкоподібний рух електронів від атома до атома стає напрямленим, отже, набуває спрямування і рух дірок у протилежний бік

Описаний тип провідності називається провідністю р-типу (від positiv — позитивний), а напівпровідники з такою провідністю — дірковими, або напівпровідниками p-типу.

Природно, що, коли у напівпровідник одночасно вводять донорні і акцепторні домішки, які створюють обидва типи провідності, характер домішкової провідності залежатиме від того, яка з домішок створює більшу концентрацію носіїв струму. Якщо концентрація електронів провідності в напівпровіднику значно перевищує концентрацію дірок, напівпровідник має електронну провідність (га-типу). Якщо переважає концентрація дірок, то електропровідність буде дірковою (р-тип).

Таким чином, вводячи в напівпровідники різні домішки, можна в широких межах не лише змінювати значення електропровідності, а й створювати їх з переважною електронною чи дірковою провідністю.

Термо- і фоторезистор

Залежність питомого опору напівпровідників від температури широко використовується для вимірювання температур, автоматичного регулювання сили струму в різних керуючих реле тощо. Прилади, дія яких ґрунтується на використанні значної залежності опору напівпровідників від температури, дістали назву терморезисторів (або термісторів).

Для виготовлення терморезисторів використовуються напівпровідникові матеріали з великим температурним коефіцієнтом опору. Терморезистори широко використовуються в різних установках автоматики й телемеханіки, радіотехніці, термометрії тощо. Принцип дії цих установок такий. Терморезистор, опір якого значно перевищує опір інших елементів, вмикають в електричне коло пристрою. Коли в колі проходить електричний струм, його сила визначається опором терморезистора (або його температурою). З підвищенням температури терморезистора сила струму в колі зростає і, навпаки, зі зниженням температури сила струму зменшується. Таким чином, зміни температури терморезистора впливають на зміни сили струму в колі. Ця важлива обставина дає змогу застосовувати терморезистори в різних схемах і створювати багато автоматичних пристроїв, просто й надійно здійснювати дистанційне вимірювання і регулювання температури, пожежну сигналізацію, контроль за температурним режимом працюючих машин і

1 2 3 4 5 6

Схожі роботи