Все вещества в зависимости от способности проводить электрический ток делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники обладают высокой электрической проводимостью, диэлектрики — ничтожно малой, а полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Для полупроводников характерна значительная зависимость проводимости от температуры. При понижении температуры проводимость полупроводников уменьшается, а при повышении — увеличивается. Атомы полупроводника прочно связаны в кристаллической решетке за счет обобществления валентных электронов: центральный атом 15 отдает в общее пользование четырем соседним атомам по одному валентному электрону, каждый из которых, в свою очередь, также отдает атому 15 по одному валентному электрону. Такую связь между атомами вещества называют ковалентной. При температуре О К все ковалентные связи заполнены электронами, свободных электронов в веществе нет и поэтому полупроводник ведет себя как диэлектрик. При повышении температуры тепловые колебания кристаллической решетки передаются валентным электронам, некоторые из которых, покидая свои ковалентные орбиты, становятся свободными. Освободившаяся ковалентная орбита — вакансия — может быть занята любым другим электроном вещества. Эту вакансию рассматривают как положительно заряженный носитель заряда и называют дыркой. Под действием внешнего электрического поля электроны и дырки начинают двигаться навстречу друг другу, образуя электрический ток. Таким образом, в полупроводнике электрический ток создается носителями заряда двух типов — электронами и дырками. В беспримесном полупроводнике, называемом также собственным, образование свободного электрона обязательно сопровождается образованием дырки. Этот процесс называют генерацией электронно-дырочной пары. Замещение вакантной ковалентной орбиты свободным электроном, называемым также электроном проводимости, в результате чего одновременно перестают существовать свободный электрон и дырка, называют регенерацией или рекомбинацией.
|
|