 |
 |
 |
 |
Трехвалентные примеси, создающие дырочную электропроводность, называются акцепторами.
Полупроводник с дырочной электропроводностью называется полупроводником р-тяпа.
Полупроводники п- и /?-типа условно показаны на рис. 117. Один и тот же полупроводник может иметь и электронную и дырочную электропроводность, но одна из них преобладает.
0 0 0 0 0 0
© | © | © |
© | © | © |
Рис. 116. Принцип образования полупро- Рис. 117. Услов-
водников п- и р-типа: ное обозначе-
/ - атомы германия, - атом донора (сурь- Ние ПОЛупро-
мы), / - атом акцептора (индия) ВОДНИКОВ П- И
р-типа
Введение в полупроводник доноров или акцепторов увеличивает соответствующую электропроводность приблизительно в 1000 раз. В полупроводниках п-типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки -
Атомы f г 3 Ц
Нейтраль-i ный атом
Переход
©злелтроиа Дырка
» irj,e/(mpoH
неосновными, в полупроводниках р-типа - наоборот. При повышении температуры изменяются параметры полупроводника в результате увеличения концентрации неосновных носителей заряда из-за разрушения парно-электронных связей.
Принцип дырочной электропроводности. На рис. 118 изображено несколько последовательно расположенных атомов полупроводника. Рассмотрим процессы, происходящие в моменты времени -/4. Под действием электрического поля электрон атома / вырывается из связи и на его месте появляется дырка. Дырка заполняется электроном атома 2, на месте которого в
Э(©) (©)(©)/,
(§Г©(§)(§) (© (§)(§Г©® ®(§)®TD
Направление поля и перемещения дырох
Рис. 118. Принцип дырочной электропроводности
свою очередь образуется дырка. Эта дырка заполняется электроном атома 3 и т. д. Таким образом создается последовательное Г1еред1еиденке положительных зарядов-дырок от атома к атому, т. е. дырочная электропроводность.
Электроны перемещаются против направления силовых линий электрического поля, а дырки - вдоль электрического поля.
Можно привести следующую аналогию перемещения дырок. В зрительном зале зрителями заполнены все места. Допустим, что один зритель из первого ряда ушел и появилось свободное место в первом ряду; на это место перешел зритель из второго ряда, т. е. свободное место появилось во втором ряду; на него перешел зритель из третьего ряда и т. д.
Ie »- + • - с- •-
«О «О -О
- I *о -« -«о «о «о «о -о »о «о
•* Злектроны о- Дыр/<а
Рис. 119. Электрическая цепь с по-л\проводником «-типа
Рис. 120. Электрическая цепь с полупроводником р-тнпа
Перемещение зрителей аналогично перемещению электронов от атома к атому, а перемещение свободного места - перемещению дырок.
Если в полупроводнике происходит движение дырок, то при этом возникает перемещение электронов в противоположном направлении.
Направление движения дырок противоположно направлению движения электронов.
В полупроводниках «-типа под действием э. д. с. источника электроны входят в полупроводник, выходят из него и продолжают свое движение в соединительных проводах (рис. 119).
В полупроводниках п-типа электрический ток внутри полупроводника и в соединительных проводах создается движением электронов.
В полупроводь-иках р-типа (рис. 120) под действием э. д. с. источника электроны входят в полупроводник и объединяются с дырками, перемещающимися к отрицательному электроду. Электроны, освободившиеся при перемещении дырок, притягиваются к положительному электроду и поступают во внешнюю цепь.
Объединение электронов с дырками называется рекомбинацией.
В полупроводниках р-типа электрический ток внутри полупроводника создается движением дырок, а в соединительных проводах - движением электронов.
Выпрямление переменного тока электронно-дырочным переходом. Область на границе двух полупроводников с различными типами электропроБодностей называется электронно-дырочным переходом, или р-п переходом. Данный переход обладает свойством односторонней проводимости. Это свойство
р-п перехода используется в полупроводниковых диодах для выпрямления переменного тока.
Рассмотрим прохождение тока через р-п переход при различной полярности приложенного напряжения.
При прямом напряжении к области р приложен плюс, а к области п - минус источника (рис. 121, а). При данной полярности приложенного напряжения электроны и дырки перемещаются к р-п переходу и рекомбинируют друг с другом. Электроны из области р поступают во внещнюю цепь.
Полярность приложенного напряжения, при которой уменьшается сопротивление р-п перехода, называется п р я-проходящий ток - прямым
Рис. 121. Поведение р-п перехода:
1 - прн прямом напряжении, б - при обратном напряжении
Пропускной, а
мои, или
током.
При обратном напряжении (рис. 121,6) дырки и электроны, притягиваясь к электродам с противоположными знаками, удаляются от р-п перехода. Основные носители электрических зарядов в зоне перехода исчезают, а поэтому р-п переход практически тока не пропускает. Через р-п переход проходит очень малый ток, созданный неосновными носителями заряда и называемый обратным.
Полярность приложенного напряжения, при которой увеличивается сопротивление р-п перехода, называется обратной.
Если напряжение обратное, на границе областей р и п создается электрическое поле указанной на рис. 121,6 полярности: область п из-за ухода электронов заряжается положительно, а область р из-за ухода дырок - отрицательно. Это поле препят-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [ 53 ] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100