أشباه الموصلات. معلومات عامة

قبل, كيف تبدأ الموضوع, السؤال: لماذا سوف أشباه الموصلات? و ذلك لأن, ما, كما يمكن أن يرى من وصف تطور الإلكترونيات, في عصرنا من النجاحات في هذا المجال يشتمل على تطبيق الأجهزة, التي أجريت على أجهزة أشباه الموصلات.

أشباه الموصلات (PE) تنتمي إلى فئة من المواد, لدي الصلبة البلورية بنية محددة الموصلية (104 - 10’10 أحرف في سم) تحتل موقعا وسطا بين الموصلات (104 - 106 SIM/سم) و العوازل (1010 SIM/سم أو أقل).

في صناعة PE الأجهزة في كثير من الأحيان استخدام السيليكون (Si - لديه درجة حرارة التشغيل تصل إلى 140°C), الجرمانيوم (Ge - أعلى درجة حرارة 75 درجة مئوية), gallium arsenide (GaAs - تعمل في درجات حرارة تصل إلى 350-400°C).

NP تشمل أيضا السيلينيوم, التليريوم, بعض أكاسيد, كربيد كبريتيد. NP مثل هذه الخصائص:

1)      السلبية درجة الحرارة معامل المقاومة - مع زيادة درجة الحرارة المقاومة يقلل (الموصلات - تزايد);

2)      إضافة الشوائب النتائج في انخفاض المقاومة المحددة (الموصلات - زيادة);

3)      على الموصلية الكهربائية NP يتأثر الإشعاع, الإشعاع الكهرومغناطيسي.

عمليات تمصه و الموصلية الكهربائية العوازل مثل هذه, ولكن تختلف كثيرا عن الموصلية من الموصلات.ملاحظة, الإلكترونات, يقع في المدار الخارجي للذرة من المسألة, اسم فالينس. هم أضعف بد أن نواة و تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية المسألة.

في الموصلات الإلكترونات, يقع في المدار الخارجي للذرة, ضعيفة حتما نواة وبالتالي من السهل بما فيه الكفاية لترك الذرات, ثم تتحرك بطريقة متقطعة في المواد - يكون مجانا. إذا كان الموصل إلى تطبيق خارجي المجال الكهربائي, سوف تنشأ أمر حركة الإلكترونات - التيار الكهربائي.

في NP كل فالينس الإلكترونات بقوة من جانب إلى البلورية radami بفضل ما يسمى رابطة تساهمية, هل تعرف من الكيمياء. طالما أن هذا الربط موجود, الإلكترونات يمكن أن تحمل الشحنة الكهربائية في المواد.

 

 

آلية الموصلية الكهربائية PE دعونا نتأمل على سبيل المثال الكريستال المشابك ألمانيا, هذا هو عنصر من عناصر المجموعة الرابعة من الدوري نظام مندليف. شعرية في شكل plasse هيكل مبين في الشكل ألمانيا. 1. 1.

ألمانيا ذرات وضعت في العقد من المشابك, على العلاقة مع ذرات أخرى تتم من خلال أربعة إلكترونات التكافؤ. خطوط مزدوجة بين العقد تبين التساهمية طبيعة العلاقة, أي أن كل زوج من فالينس الإلكترونات ينتمي في نفس الوقت إلى اثنين من الذرات المجاورة. عند درجة حرارة الصفر المطلق وعدم التعرض NP لا يتحرك الإعلام لها مقاومة كهربائي كبير (التي لا نهاية لها).

في ظل ظروف طبيعية, نتيجة عمل مادة الطاقة الحرارية, بعض فالينس الإلكترونات تترك الرابطة التساهمية و تصبح التوصيل الإلكترونات - عملية توليد بخار وسائل الإعلام: الإلكترونات والثقوب. الحفرة - الشغور في التساهمية اتصال - له شحنة موجبة, ما نحن تعيين مشروط.

إذا الآن إلى مكان PE في مجال كهربائي, تنشأ في وجه الحركة التهم - التيار الكهربائي. على خلاف في الموصلات الحالية في NP يتم توفيرها من قبل شركات من اثنين من الرسوم - الإيجابية + (حفرة) و السلبية - (الإلكترونات).

الموصلية نقية NP هو اسم بلده, هو نفسه المشار إليها ، NP-نوع. الصيغة هي عادة ما تكون صغيرة. ارتفاع كبير في التوصيل قد PE مع الشوائب, إلى جانب الطبيعة يعتمد على نوع من الشوائب.

النظر في المثال, عندما تذوب يضاف إلى الجرمانيوم النقي من الشوائب ف echivalentul عنصر (المجموعة الخامسة من الجدول الدوري), على سبيل المثال, Arsen (كما), كما هو مبين في الشكل. 1.2.

عند تجميد بعض المواقع من الكريستال المشابك ألمانيا لها ذرات يتم استبدال ذرات الشوائب. أربعة من فالينس إلكترون من الشوائب شكل نظام روابط تساهمية مع أربع فالينس الإلكترونات من ألمانيا, والخامس الإلكترون زائدة من الشوائب - مجانا. الإلكترونات الحرة في العقد الكريستالي الثابتة أيونات موجبة, ما خلق في كريستال إيجابي في الحجم تهمة.

الشوائب, أن يستسلم الإلكترونات الحرة, ودعا المانحين. PE يغلب عليها الإلكترونات الحرة يسمى PE الإلكترونية الموصلية, أو NP n-نوع.

ينظر مقدمة من الجرمانيوم الشوائب مع ثلاثة إلكترونات التكافؤ (المجموعة الثالثة من الجدول الدوري), على سبيل المثال, الهند (في), كما هو مبين في الشكل. 1.3.

تكوين روابط تساهمية بين "جنرال إلكتريك" و في من إلكترون واحد لا يكفي. في إطار العمل من درجة الحرارة المحيطة إلكترون من المستوى العلوي من valence band ينتقل إلى مستوى الشوائب, إنشاء اتصال, التي لا يكفي, من خلال شعرية لماذا ألمانيا في فالينس الفرقة تتشكل تتحرك مع acceptor النجاسة حفرة, كما نجاسة الذرات تصبح الأيونات السالبة. هذه الشوائب يسمى acceptor, PE مع الكم الهائل من الثقوب - PE مع فتحة التوصيل, أو p-type.

السائد في NP المحمول حاملات الشحنة اسم الرئيسية, بقية - غير الأساسية ، .