Физические процессы в полупроводниках и их свойства. Термоэлектрические явления в полупроводниках, страница 6

При этом возникает относительно большой прямой электрический ток. При обратной полярности основные носители покидают пограничный слой. В рекомбинации участвует лишь небольшое число не основных носителей и возникает очень слабый обратный ток.

р-п - переход работает как выпрямитель, пропуская ток только из р - области в п - область.

Полупроводниковый прибор с р-п - переходом называется диодом. Он служит для выпрямления переменного тока.

                              

 

                                                                                               

                                                                                                                                                                                

                   

    U=0            

Рис.10.7. Схема образования прямого электрического тока

п₊      п _—   

-                                                              +

                                                                                    р                                        

р                                                 п

U=0       

Рис. 10.8.Схема образования обратного тока

                                                          I

                                                                        прямой ток

U

 

                                   обратный ток

Рис.10.9.График зависимости тока от напряжения р-п – перехода

Наиболее важные физические явления, которые возникают в полупроводниках, с точки зрения использования в электротехнике являются эффекты выпрямления, усиления(транзисторный эффект) , Холла, Ганна, фотоэлектрический, термоэлектрический и туннельный.

В различных случаях применения полупроводников используется и ряд других явлений, которые не всегда имеют специальные названия. Например, большая зависимость удельной электрической проводимости полупроводников от температуры используется для создания температурно-зависимых резисторов - терморезисторов, в том числе датчиков температуры. Зависимость удельной проводимости некоторых полупроводников от напряжения используется для создания варисторов (резисторов с сопротивлением, зависимым от напряжения). Зависимость емкости р-п - перехода от напряжения используется для создания варикапов - полупроводниковых конденсаторов с электрически управляемой емкостью.

10.4. Тип электропроводности полупроводников

Отдельные полупроводники имеют различные типы электропроводности. Некоторые могут быть изготовлены с разным типом электропроводности, другие всегда имеют один тип электропроводности.

Некоторые полупроводники имеют электропроводность типа п, т.е. электронную электропроводность. К этой группе относятся CdS, CuO, CdSe, Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃, Ta₂O₅, Bi₂Se₃ и др.

Другие полупроводники имеют электропроводность типа р, т.е. дырочную электропроводность. К этой группе относятся Se, NiO, Cu₂O, Sb₂S₃, CuS и большинство стеклообразных полупроводников.

Примеси, с помощью которых в примесных полупроводниках достигается электропроводность типа п, называются донорными. 

Примеси, с помощью которых  достигается электропроводность типа р, называются акцепторными.

Для Ge и Si донорами являются элементы пятой группы Периодической системы, например N, P, As, Sb, Bi, a акцепторами являются элементы третьей группы, например В, Al, Ga, In, Th.

10.5. Энергетический уровень Ферми

Уровень Ферми является важным понятием в теории полупроводников, с помощью которого выражается вероятность существования электронов с определенной энергией. Эту вероятность для невырожденных полупроводников можно определить по формуле

                                                              _W-Wф                      W       k       T     

Р=е   ^kT        ,        СИ  Дж   Дж/К   К     (10.6)