To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wstęp teoretyczny
Półprzewodniki są to substancje o przewodności elektrycznej mniejszej niż przewodność metali, ale większej od większości izolatorów. W modelu pasmowym charakteryzują się istnieniem przerwy energetycznej oddzielającej pasmo walencyjne od pasma przewodnictwa o szerokości do 1eV. Charakteryzują się również tym że ze wzrostem temperatury maleje ich opór elektryczny. Przykładem półprzewodników są krzem i german jak i związki pierwiastków grup trzeciej i piątej lub drugiej i szóstej układu okresowego. Półprzewodniki samoistne są substancjami naturalnie przewodzącymi jak idealnie czysty kryształ kwarcu lub krzemu, a ich właściwości wiążą się z brakiem zakłóceń w sieci krystalicznej. Przez domieszkowanie można otrzymać półprzewodniki domieszkowe. Poprzez domieszkowanie trójwartościowym pierwiastkiem otrzymujemy typ akceptorowy. W przerwie energetycznej samoistnego półprzewodnika pojawiają się poziomy akceptorowe tuż ponad górną granicą pasma walencyjnego, co powoduje zwężenie przerwy energetycznej. Dzięki temu elektrony z pasma walencyjnego mogą przejść do pustych stanów akceptorowych (nazywanych dziurami). Dziury mogą przenosić dodatni ładunek elektryczny. Są to półprzewodniki typu p.
Półprzewodniki donorowe powstają przez domieszkowanie atomami z piątej grupy układu okresowego. Uzyskamy pojawienie się w przerwie energetycznej, tuz pod dnem pasma przewodzenia poziomów donorowych. Elektrony z tych poziomów łatwo mogą przechodzić do pasma przewodzenia. Są to półprzewodniki typu n.
Złącze półprzewodnikowe p-n to złącze prostujące na styku dwóch półprzewodników o różnym stopniu przewodnictwa. Zrobione jest z półprzewodnika typu n w jednej części zmienionego w p. typu p. Otrzymujemy parę nośników elektron dziurę. Powstają poprzez przeskok elektronu z pasma podstawowego do pasma przewodnictwa. Zaistnieje też proces rekombinacji - zanikania nośników prądu w półprzewodniku na skutek ich połączenia się lub połączenia z jonem przeciwnego znaku. Towarzyszy temu wydzielanie energii. Przez ustalenie się równowagi między rekombinacji i tworzenia się nośników powstaną nośniki mniejszościowe, liczba ich uzależniona jest od temperatury. Po zetknięciu się obu części zacznie się wyrównywać stężenie nośników we wszystkich pasmach przewodzenia. Z części p popłyną dziury do n w paśmie podstawowym, a w paśmie przewodnictwa elektrony przepłyną z n do p. Półprzewodnik p ładuje się ujemnie, a typu n dodatnio aż do wyrównania poziomów Fermiego w złączu. Ustala się równowaga dynamiczna w której w paśmie przewodnictwa prąd większościowy płynie Ien z półprzewodnika n do p i równy jest prądowi mniejszościowemu Iep płynącemu z p do n. W paśmie podstawowym prąd większościowy z dziur Idp płynie od p do n. W przeciwnym kierunku płynie prąd I
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)