WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу - Реферат

Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу - Реферат

Реферат на тему:

Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу

Наявність в кристалі домішок та дефектів призводить до появи в забороненій зоні енергетичних рівнів, положення яких залежить від типу домішки чи дефекта. Для управління електричними властивостями напівпровідників в них навмисно (спеціально) вводять домішки (легують). Так, уведеня в елементарний напівпровідник IV групи періодичної системи елементів, наприклад Si, домішки елементів V групи (донорів) викликає появу додаткових электронів та, відповідно, перевазі електронної провідності (n - тип), введення елементів III групи викликає появу додаткових дірок (p-тип).

На рисунку показана схема кристалу Si, в який введено фосфор (V група). Елемент V групи має 5 валентних електронів, чотири з них утворюють зв'язки з сусідніми атомами Si, п'ятий електрон зв'язаний тільки з атомом домішки і цей зв'язок слабший за інші, тому при нагріванні кристалу цей електрон відривається першим, при цьому атом фосфора отримує додатній заряд, стаючи іоном. Енергія іонізації донорів, як правило, не є великою (0.005 - 0.01 еВ.) і при кімнатній температурі вони практично усі віддають свої електрони. При цьому концентрація електронів, що з'явилися за рахунок іонізації донорів приблизно рівна концентрації введених атомів домішки і значно перевищує власну концентрацію електронів та дірок ni>>ni, тому такі матеріали і називають електронними матеріалами (n-тип).

Уведення донорної домішки викликає збільшення концентрації електронів відносно концентрації дірок та зміщенню рівня Фермі до зони провідності, причому, чим більша концентрація електронів відносно концентрації дірок, тим ближче рівень Фермі до зони провідності.

Уведення в той же Si елемента III групи, наприклад B, викликає появу додаткових дірок. Дійсно, елемент III групи має 3 валентних електрони, які утворюють зв'язки з сусідніми атомами Si, четвертий зв'язок може утворюватись, якщо до атому B перейде ще один електрон від одного з його найближчих сусідів. Енергія такого переходу не є великою, тому у відповідного приймаючого (акцепторного) електрона енергетичний рівень розміщений поблизу валентної зони. При цьому атом бора іонізується, заряджуючись від'ємно, а в тому месці, звідки пішов електрон, утворюється додатньо заряджена дірка, яка може брати участь у перенесенні заряду.

Кількість дірок, які з'явилися додатково, приблизно відповідає кількості введени акцепторних атомів і, як правило, значно перевищує кількість електронів, які виникають за рахунок переходів з валентної зони, тому матеріал, що легований акцепторною домішкою, є дірковим (p-тип).

Уведення акцепторної домішки викликає збільшення концентрації дірок і, відповідно, сміщення рівня Фермі до валентної зони (чим більшою є концентрація дірок, тим він ближче до неї).

Використана література:

  1. Основы промышленной электроники/ Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая школа, 1978.

  2. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной электроники. -М.: Высшая школа, 1975.

  3. Миклашевский С.П. Промышленная электроника. -М.: Высшая школа, 1973.

  4. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. - М.: Высшая школа, 1988.

  5. Основы промышленной электроники/Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: высшая школа, 1982.

  6. Гершунский В.С. Основы электроники. - К.: Вища школа, головн. из-во, 1982.

  7. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.:Энергоатомиздат, 1985.

Нагорский В.Д. Электроника и электрооборудование. - М.: Высшая школа, 1986.


 
 

Цікаве

Загрузка...