![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
К полупроводникам относят вещества, которые по своему удельному сопротивлению
(ρ=10 -5.. до1010 Ом • см) занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Характерной чертой полупроводников, отличающей их от других веществ, является сильная зависимость их сопротивления от температуры и концентрации примесей.
В производстве полупроводниковых приборов наибольшее распространение получили германий и кремний — элементы 4-й группы таблицы Менделеева. Они должны иметь правильную кристаллическую структуру с очень малыми дефектами (в виде недостающих или сместившихся атомов) и очень высокую чистоту — не более одного атома примеси на 10 10 атомов основного вещества.
Все вещества состоят из атомов, образованных положительно заряженным ядром и электронами, вращающимися вокруг него по орбитам с определенными радиусами. Каждый электрон, входящий в состав атома, обладает определенной полной энергией. Энергии электронов атома можно представить в виде диаграммы (рис. 9, а). Чем дальше от ядра находится вращающийся электрон, тем выше его энергия (или энергетический уровень на диаграмме). При этом электроны в атоме могут обладать лишь дискретными значениями энергий (W1, W2, W3 и W4 на рис. 9, а) и не могут иметь промежуточных значений. Другими словами, электроны свободного атома образуют дискретный энергетический спектр.
Электроны, вращающиеся на внешних оболочках, называются валентными. Установлено, что в атоме любого вещества одинаковая энергия может быть не более чем у двух электронов. Поскольку в веществе содержится большое количество атомов, то на валентные электроны действуют поля электронов и ядер соседних атомов, в результате чего каждый отдельный разрешенный энергетический уровень атома расщепляется на ряд новых энергетических уровней, энергии которых близки друг к другу. В результате образуются целые энергетические зоны, состоящие из близко расположенных энергетических уровней. Совокупность уровней, на которых могут находиться электроны, называют разрешенной зоной (зоны 1, З и 5 на рис.9, б). Верхний энергетический уровень разрешенной зоны называют потолком, нижний — дном. Промежутки между разрешенными зонами носят название запрещенных зон (зоны 2 и 4 на рис. 9, б). электронами, называют валентной зоной (зона ВЗ на рис.9, в). При температуре абсолютного нуля (0 К или -273,16 0 С) все ее энергетические уровни заполнены электронами. Расположенная над ней разрешенная зона называется зоной проводимости ЗП.
При температуре абсолютного нуля все энергетические уровни ЗП свободны. Зона проводимости отделена от ВЗ запрещенной зоной 33. Ширина 33 оказывает существенное влияние на свойства полупроводника. При комнатной температуре (+25 °С) у кремния ширина запрещенной зоны составляет ∆ W= 1,12 эВ, у германия ∆W= 0,75 эВ, у арсенида галлия ∆W = 1,43 эВ. У диэлектриков ∆W> 6 эВ, а у металлов ∆W = 0, т.е. зона проводимости сливается с валентной зоной.
Рис.9.Энергетические зоны полупроводника.
Дата публикования: 2014-10-23; Прочитано: 2490 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!