Site Loader

Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅

Π Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ АкцСпторными примСсями

ОсновноС Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ АкцСпторными примСсями Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСмСнты Π² Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ V пСриодичСской Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρ‹ элСмСнтов ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси (ΠΎΡ‚Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅), Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ элСмСнты Π² Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ III ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ АкцСпторныС примСси (ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅).

Π›Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² β€” это процСсс, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ примСси Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ. Π›Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для увСличСния проводимости ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π‘ущСствуСт Π΄Π²Π΅ основныС Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ примСсСй: Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ АкцСпторныС. ΠŸΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΌ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΌ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ АкцСпторыС примСси.

Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅
  1. ΠžΠ±Π·ΠΎΡ€ ΠΈ основныС отличия
  2. Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси
  3. Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ АкцСпторныС примСси
  4. Π’ Ρ‡Π΅ΠΌ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ АкцСпторными примСсями
  5. Π—Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅
Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Донорная ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ?

Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси β€” это Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ (ΠΎΡ‚Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅) химичСскиС элСмСнты, добавляСмыС ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ для увСличСния Π΅Π³ΠΎ элСктропроводности. Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ Π² V Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ пСриодичСской Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρ‹ элСмСнтов ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΌΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ примСсями. Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€ΠΎΠΌ являСтся Π°Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ° Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ области n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (ΠΎΡ‚ Π°Π½Π³Π». Β«negativΒ» β€”  Ρ‡Ρ‚ΠΎ пСрСводится ΠΊΠ°ΠΊ Β«ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉΒ») ΠΏΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ. Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ являСтся ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ (Si).

ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ с Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Ρ„ΠΎΡΡ„ΠΎΡ€Π°ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ с Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ фосфора

К элСмСнтам V Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ часто слуТат Π² качСствС Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… примСсСй, относятся  ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊ (As), фосфор (P), висмут (Bi) ΠΈ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡƒ (Sb). Π­Ρ‚ΠΈ элСмСнты ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΏΡΡ‚ΡŒ элСктронов Π² своСй внСшнСй элСктронной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ (Ρƒ Π½ΠΈΡ… Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡΡ‚ΡŒ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов). ΠŸΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· этих примСсных элСмСнтов ΠΊ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ, образуСтся Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи.

Но Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π΅ΡΡ‚ΡŒ свободный элСктрон, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΠΏΡΡ‚ΡŒ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ элСктрон Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ останСтся свободным элСктроном, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π§ΠΈΡΠ»ΠΎ примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² опрСдСляСт количСство свободных элСктронов, ΠΏΡ€ΠΈΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π² Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π΅.

ΠšΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Π°Ρ связь

Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ АкцСпторная ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ?

АкцСпторная ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ (ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅) химичСскиС элСмСнты, добавляСмыС Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ для увСличСния  Π΅Π³ΠΎ элСктропроводности. Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ Π² III Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ пСриодичСской Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρ‹ элСмСнтов ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² качСствС Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… примСсСй. Π­Ρ‚ΠΈ элСмСнты Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ алюминий (Al), Π±ΠΎΡ€ (B) ΠΈ Π³Π°Π»Π»ΠΈΠΉ (Ga). ΠΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ прСдставляСт собой Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ, которая ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ области Ρ€-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (ΠΎΡ‚ Π°Π½Π³Π». Β«positivΒ» β€”  Ρ‡Ρ‚ΠΎ пСрСводится ΠΊΠ°ΠΊ Β«ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉΒ») ΠΏΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ. Атомы Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… примСсСй ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона Π² своих Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… элСктронных ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ°Ρ….

ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ с АкцСпторной ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Π±ΠΎΡ€Π°ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ с АкцСпторной ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Π±ΠΎΡ€Π°

ΠŸΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° примСси, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊ алюминий, ΠΎΠ½ замСняСт Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ крСмния Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅. ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π΄ этим Π°Ρ‚ΠΎΠΌ крСмния ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠ³ сСбя Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи. Когда Π°Ρ‚ΠΎΠΌ алюминия Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ крСмния, этот Π°Ρ‚ΠΎΠΌ алюминия ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Ρ‚Ρ€ΠΈ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, Π² свою ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ, ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ свободной вакансии ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи Ρƒ сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π­Ρ‚Π° свободная вакансия называСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΎΠΉ. Из сосСднСй ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи Π½Π° мСсто свободной Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΡΠΊΠΎΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ элСктрон. Π­Ρ‚ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ элСктричСства Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ элСктричСства Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ происходит хаотичСскоС Π±Π»ΡƒΠΆΠ΄Π°Π½ΠΈΠ΅ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ.

Когда число Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² увСличиваСтся, число Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ, ΠΏΡ€ΠΈΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ увСличиваСтся. Π­Ρ‚ΠΎ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ примСси, ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅. ΠŸΠΎΡΠ»Π΅ Π·Π°Π²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ процСсса лСгирования ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ становится внСшним (Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌ) ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ.

Π’ Ρ‡Π΅ΠΌ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ АкцСпторными примСсями?
Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² АкцСпторных примСсСй
Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси β€” это Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ элСмСнты, добавляСмыС ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ для увСличСния Π΅Π³ΠΎ элСктропроводностиАкцСпторныС примСси ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ элСмСнты, добавляСмыС ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ для увСличСния Π΅Π³ΠΎ элСктропроводности
РаспространСнныС примСси
Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ V Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ III Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹
ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ примСсСй
ΠœΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊ (As), фосфор (P), висмут (Bi) ΠΈ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΠ° (Sb)Алюминий (Al), Π±ΠΎΡ€ (B) ΠΈ Π³Π°Π»Π»ΠΈΠΉ (Ga)
ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ
Π£Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ свободных элСктронов Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅Π£Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅
Π’Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹
Атомы ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΏΡΡ‚ΡŒ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктроновАтомы ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона
ΠšΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠ΅ соСдинСниС
ΠžΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, оставляя пятый элСктрон Π² качСствС свободного элСктрона
ΠžΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ‚Ρ€ΠΈ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, оставляя Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΡƒ, Π³Π΄Π΅ ковалСнтная связь отсутствуСт
Π—Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ β€” Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² АкцСпторных примСсСй

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ β€” это ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ мСсто ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ диэлСктриками, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π½Π΅ являСтся ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ, ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ АкцСпторы β€” это Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ примСси, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ проводящиС элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ области Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…. Π›Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ АкцСптором β€” это процСссы, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΠΎΠ΅ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ АкцСпторными примСсями Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСмСнты Π² III Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ пСриодичСской Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρ‹ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ элСмСнты Π² V Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ АкцСпторныС примСси.

АкцСптор (Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°) β€” ВикипСдия

ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΠΈΠ· Π’ΠΈΠΊΠΈΠΏΠ΅Π΄ΠΈΠΈ β€” свободной энциклопСдии

БхСматичСскоС ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ крСмния с Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Π±ΠΎΡ€Π°

АкцС́птор β€” Π² Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ Ρ‚Π²Ρ‘Ρ€Π΄ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚Π΅Π»Π° (Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²) ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ Π² кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠ΅, которая ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π°Ρ‘Ρ‚ кристаллу Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΈΠΏ проводимости, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ. Π’Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ смысл ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΈΠΏΠ΅ связСй Π² кристаллС.

АкцСпторы Π±Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ однозарядными ΠΈ многозарядными. НапримСр, Π² кристаллах элСмСнтов IV Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ пСриодичСской систСмы элСмСнтов (крСмния, гСрмания) элСмСнты III Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ (Π±ΠΎΡ€, алюминий, ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠΉ, Π³Π°Π»Π»ΠΈΠΉ) ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ однозарядными Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ элСмСнты Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒΠ΅ΠΉ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ 3, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Ρ€ΠΈ элСктрона Π΅Π³ΠΎ внСшнСй элСктронной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ связь с трСмя сосСдними Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, крСмния Π² кубичСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠ΅, Π° элСктрона для образования Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Ρ‘Ρ€Ρ‚ΠΎΠΉ связи нСдостаСт. Однако ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π΅Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ с ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Ρ€ΠΎΡΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ чСтвёртая связь образуСтся Π·Π° счСт Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Π° Π½Π΅Π΄ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ 4-Π³ΠΎ элСктрона Ρƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° крСмния. ΠŸΡ€ΠΈ этом Π»ΠΈΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ 4-Π³ΠΎ элСктрона Π°Ρ‚ΠΎΠΌ крСмния ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд. ЭнСргия Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ элСктрона Π½Π° нСсколько эВ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ энСргии ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ° Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹. Из-Π·Π° Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния элСктронов Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π° элСктроном, отнятым Ρƒ сосСднСго Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° крСмния, ΠΏΡ€ΠΈ этом Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Ρ‘Ρ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд β€” Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° пСрСмСстится Π½Π° этот Π°Ρ‚ΠΎΠΌ крСмния. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Π΅ΠΌΡ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π½Π°Ρ‡Π½ΡƒΡ‚ упорядочСнно Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΊ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Ρƒ. ЕстСствСнно, истинными носитСлями заряда ΠΏΠΎ-ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ½Π΅ΠΌΡƒ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны.

Для ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ энСргии связи Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Π½Π° Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°Ρ… часто ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ модСль Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ энСргия связи находится ΠΈΠ· Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ уравнСния Π¨Ρ€Π΅Π΄ΠΈΠ½Π³Π΅Ρ€Π° для Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° с ΡƒΡ‡Ρ‘Ρ‚ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° Π² кристаллС β€” квазичастица, эффСктивная масса ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ отличаСтся ΠΎΡ‚ массы свободного элСктрона, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° двиТСтся Π½Π΅ Π² Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌΠ΅, Π° Π² срСдС с ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠΌΠΈ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½ΡƒΡŽ ΡΠ΅Ρ€ΠΈΡŽ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ с энСргиями, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅

Ea=EV+Rmhβˆ—m0Ξ΅21n2{\displaystyle E_{a}=E_{V}+R{\frac {m_{h}^{*}}{m_{0}\varepsilon ^{2}}}{\frac {1}{n^{2}}}},

Π³Π΄Π΅ Ea{\displaystyle E_{a}} β€” энСргия Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ уровня, EV{\displaystyle E_{V}} β€” энСргия ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ° Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, mhβˆ—{\displaystyle m_{h}^{*}} β€” эффСктивная масса Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, m0{\displaystyle m_{0}} β€” масса свободного элСктрона, Ξ΅{\displaystyle \varepsilon } β€” диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, R{\displaystyle R} β€” постоянная Π ΠΈΠ΄Π±Π΅Ρ€Π³Π°, n{\displaystyle n} β€” ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ число, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ 1 Π΄ΠΎ бСсконСчности (ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Π² основном Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ состояния с ΠΌΠ°Π»Ρ‹ΠΌΠΈ числами n{\displaystyle n}).

Π‘ΠΎΠ»Π΅Π΅ строгий расчСт энСргии основного ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π±ΡƒΠΆΠ΄Ρ‘Π½Π½Ρ‹Ρ… состояний Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ ΡƒΡ‡Ρ‘Ρ‚Π° локального ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π° примСси, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ наличия Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Π²Π΅Ρ‚Π²Π΅ΠΉ Ρƒ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° диспСрсии Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ (Π»Ρ‘Π³ΠΊΠΈΠ΅ ΠΈ тяТёлыС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ). АкцСпторы, энСргия связи ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠ° ΠΊ энСргии, ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠΌΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ.

ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ эффСктивныС массы Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΌΠ°Π»Ρ‹ Π² сравнСнии с массой свободного элСктрона. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ достаточно большиС значСния диэлСктричСской проницаСмости (порядка 10), Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π² 100β€”1000 Ρ€Π°Π· мСньшС энСргии элСктрона Π² Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°. ИмСнно благодаря этим особСнностям Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅. Учитывая этот Ρ„Π°ΠΊΡ‚, Π²ΠΎΠ»Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΡ… Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ€Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠ² кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΈ, имСя радиус Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ большС Ρ‡Π΅ΠΌ радиус Π‘ΠΎΡ€Π°.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Eaβˆ’EV{\displaystyle E_{a}-E_{V}} (мэВ)
GaAsC26
Be28
Mg28
Si35
SiB45
Al67
Ga72
In160
GeB10
Al10
Ga11
In11
  • АнсСльм А. И. Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². β€” 2-Π΅ ΠΈΠ·Π΄., Π΄ΠΎΠΏ. ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ€Π°Π±.. β€” М.: Наука, 1978. β€” 615 Ρ.

БобствСнная ΠΈ примСсная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 1

Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… основная Π·ΠΎΠ½Π° Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π° с Π·ΠΎΠ½ΠΎΠΉ Π²ΠΎΠ·Π±ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»ΠΎΠΌ энСргий βˆ†E. Π£ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΎΠ½Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»Π° Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ, Π° Π·ΠΎΠ½Π° Π²ΠΎΠ·Π±ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ состояний – Π·ΠΎΠ½ΠΎΠΉ проводимости.

Если T=0 Πš, Ρ‚ΠΎ валСнтная Π·ΠΎΠ½Π° заполняСтся Ρ†Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎΠΌ. Π’ этом случаС, Π·ΠΎΠ½Π° проводимости свободна. ΠžΡ‚ΡΡŽΠ΄Π° слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ нуля ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Π½Π΅ способны ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ. ΠžΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ диэлСктриков ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² состоит Π² ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π΅ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ βˆ†E. ДиэлСктриками ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ βˆ†E>2 ΡΠ’.

БобствСнная ΠΈ примСсная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ‡Π°Π½ΠΈΠ΅ 1

Если Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π° увСличиваСтся, элСктроны Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ энСргии с ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌΠΈ кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ обрСтСния Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ кинСтичСской энСргии β‰ˆkT. Π•Π΅ количСства достаточно для ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π²ΠΎΠ΄Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ части элСктронов Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости. Π’Π°ΠΌ ΠΎΠ½ΠΈ способны ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 2

Π’ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΎΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ состояния, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ элСктронами Π½Π΅ заняты. Π­Ρ‚ΠΈ состояния Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Они ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹ способны ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Ρ‹ Π² Π½Π΅Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ состояния. Π—Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ состояния Π² этом случаС ΠΎΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ становятся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ Ρ‡Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ появлСниС равновСсной ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ.

ΠŸΡ€ΠΈ отсутствии внСшнСго поля Π΅Π΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎ всСму ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ сопровоТдаСтся Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² поля. Он способСн ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии систСмы. ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ связан с ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ поля, способСн ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ систСмы. ΠŸΡ€ΠΈ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠΈ прСобладания количСства ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² поля Π½Π°Π΄ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎ полю Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π½Π°Ρ‡Π½Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΏΠΎ двиТСнию ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского поля. НСзамкнутый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ характСризуСтся Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ΅Π½ΡΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ внСшнСС. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ Ссли Π±Ρ‹ Π² качСствС носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π±Ρ‹Π»ΠΈ Π½Π΅ элСктроны, Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ. ΠžΡ‚ΡΡŽΠ΄Π° слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π΄Π²Π° Π²ΠΈΠ΄Π° проводимости ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²: элСктронная ΠΈ дырочная.

НоситСля Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°Ρ… ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны, Π° Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ‹ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π² качСствС ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнных частиц Π½Π΅ сущСствуСт. Но ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ классичСском рассмотрСнии ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнных частиц. НСбольшая концСнтрация элСктронов Π² Π·ΠΎΠ½Π΅ проводимости ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ»Π°ΡΡΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ статистику Π‘ΠΎ

Как ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси

Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси β€” Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ химичСских элСмСнтов, Π²Π½Π΅Π΄Ρ€Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΈ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ элСктронов. Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ примСсями ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ химичСскиС элСмСнты, Π²Π½Π΅Π΄Ρ€Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с мСньшСй, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ примСси, Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. ЭлСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…. Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси. Si. Si. As. Si. Si. БобствСнная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² явно нСдостаточна для тСхничСского примСнСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ для ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ проводимости Π² чистыС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Π²Π½Π΅Π΄Ρ€ΡΡŽΡ‚ примСси (Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚) , ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π±Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅. -.-. ΠŸΡ€ΠΈ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ 4–валСнтного крСмния Si 5–валСнтным ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠΎΠΌ As, ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· 5 элСктронов ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° становится свободным. As – ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΎΠ½. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π½Π΅Ρ‚! -.-. β€”. β€”. -Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ называСтся ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ n – Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, основными носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны, Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ°, Π΄Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ свободныС элСктроны, называСтся Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ. АкцСпторныС примСси β€” Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ химичСских элСмСнтов, Π²Π½Π΅Π΄Ρ€Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΈ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. АкцСпторными примСсями ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ химичСскиС элСмСнты, Π²Π½Π΅Π΄Ρ€Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с большСй, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ примСси, Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. <a rel=Β»nofollowΒ» href=Β»http://ru.morfey13.wikia.com/wiki/Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅_ΠΈ_Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅_примСси» target=Β»_blankΒ»>http://ru.morfey13.wikia.com/wiki/Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅_ΠΈ_Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅_примСси</a>. <img src=Β»//otvet.imgsmail.ru/download/36734039_7bd870c69f01d72206a6929783140728_120x120.jpgΒ» data-hsrc=Β»//otvet.imgsmail.ru/download/36734039_7bd870c69f01d72206a6929783140728_800.jpgΒ» ><img src=Β»//otvet.imgsmail.ru/download/36734039_29e80b1c30efb0dd2d6f06780e175c7c_120x120.jpgΒ» data-hsrc=Β»//otvet.imgsmail.ru/download/36734039_29e80b1c30efb0dd2d6f06780e175c7c_800.jpgΒ» >

ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚Ρ‹ Π½Π° вопросы Β«Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠ·ΠΌ. Β§ 44. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ β€” составная Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ элСмСнтов схСм»

1. ΠšΠ°ΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ собствСнной? КакиС извСстны ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹ собствСнной проводимости?

БобствСнной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ чистых ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π² отсутствиС примСсСй, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° опрСдСляСтся свойствами самого ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π˜Π·Π²Π΅ΡΡ‚Π½Ρ‹ Π΄Π²Π° ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ° собствСнной проводимости β€” дырочная ΠΈ элСктронная.

2. Как осущСствляСтся элСктронная ΠΈ дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ?

ЭлСктронная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ осущСствляСтся Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ свободных элСктронов Π² ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΌ пространствС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠΊΠΈΠ½ΡƒΠ»ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΡƒΡŽ ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ ΠΈΠ»ΠΈ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ нагрСвания ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

Дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ осущСствляСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктронными ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π½Π° Π²Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ мСста (Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ).

3. ΠšΠ°ΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ примСсной? ΠžΡ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΡƒΡŽ ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΡƒΡŽ примСси

ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², которая обусловлСна внСсСниСм примСсСй Π² ΠΈΡ… кристалличСскиС Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ, называСтся примСсной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.

Π Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ примСси. Π’Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси мСньшС валСнтности основного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Π° Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ β€” большС.

4. ΠŸΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄ΠΈΡ‚Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Π΅Π³ΠΎ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°?

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси являСтся пятивалСнтныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° As Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ…Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΈ Ge. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠΈΠ½ΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ прСимущСствСнно ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ элСктронной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.

5. ΠŸΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄ΠΈΡ‚Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°?

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ…Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ гСлия Ga Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ…Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΈ Ge. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠΈΠ½ΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ Ρ€-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд.

Π‘ΠΌ снутри. Π§Ρ‚ΠΎ образуСтся Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси?

УвСличиваСтся количСство элСктронов. Π”ΠžΠΠžΠ ΠΠΠ― ΠŸΠ Π˜ΠœΠ•Π‘Π¬ β€” ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, ионизация ΠΊ-Ρ€ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Ρƒ элСктрона Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π° ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси. Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π”. ΠΏ. β€” примСси элСмСнтов V Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ (Π , As, Sb, Bi) Π² элСмСнтарных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… IV Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ β€” Ge ΠΈ Si. Π’ слоТных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π”. ΠΏ. ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΈΠ³Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ элСктрополоТит. элСмСнтов (Π‘u, Zn, Cd, Hg ΠΈ Π΄Ρ€.) , ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΊ составу, ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌΡƒ стСхиомСтрич. Ρ„-Π»Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π”. ΠΏ. сообщаСт ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ионизация Π”. ΠΏ. ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ появлСнию элСктронов Π² Π·ΠΎΠ½Π΅ проводимости, Ρ‡Ρ‚ΠΎ описываСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ элСктрона Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости с Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ уровня, располоТСнного Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅. Π”. ΠΏ. характСризуСтся энСргиСй, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ для Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° (энСргиСй ΠΈΠΎΠ½ΠΈ-Π·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Ei. Π”. ΠΏ. с энСргиСй ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ порядка Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΉ энСргии kT (ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠ΅ примСси) описываСтся Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎΠΉ модСлью. Π£Ρ‡Ρ‘Ρ‚ диэлСктрич. свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° (Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Ρ… Π΅Π³ΠΎ диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ e) ΠΈ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ эфф. массы Ρ‚* элСктронов проводимости ΠΎΡ‚ массы свободных элСктронов m0 ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π”. ΠΏ. оказываСтся Π² e2m0/m* Ρ€Π°Π· мСньшС энСргии ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° (~10 эВ) . ΠŸΡ€ΠΈ m*~0,l m0, e~10Ei ~10-3 EΠ°Ρ‚ ~ 10 мэВ.

ΠŸΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ элСктроны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² примСси пСрСходят Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости, соотвСтствСнно Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ примСси становятся ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнными ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌΠΈ. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π² Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ становится элСтропроводСн благодаря Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡŽ элСтронов Π² Π·ΠΎΠ½Π΅ проводимости. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° («эн-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°Β»). ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° количСству Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси.

ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° увСличиваСтся Π·Π° счёт увСличСния элСктронов, ΠΊΠ°ΠΊ свободных носитСлСй заряда.

Β§ 2. АкцСпторныС примСси. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°

АкцСпторными примСсями для гСрмания ΠΈ крСмния ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ…Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСмСнтов, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ Π±ΠΎΡ€ (B), алюминий (Al), Π³Π°Π»Π»ΠΈΠΉ (Ga), ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠΉ (In).

НазваниС Β«Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Β» происходит ΠΎΡ‚ латинского acceptor β€” ΠΏΡ€ΠΈΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΊ. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π° Π·Π°Π±ΠΈΡ€Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ элСктрон, создавая Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ заряда β€” Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΡƒ. Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ примСсный ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, называСтся ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (ΠΎΡ‚ Π»Π°Ρ‚. positiv β€” ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ).

На рисункС 14.2Π°) ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° схСма кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ гСрмания (Ge) Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½Π° мСстС ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² гСрмания ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π±ΠΎΡ€Π° (B), Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона. Рядом, Π½Π° рисункС  14.2Π±), ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° энСргСтичСская зонная схСма ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ.

Рис. 14.2

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π±ΠΎΡ€Π° ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона, Ρ‚ΠΎ ΠΈΡ… окаТСтся нСдостаточно для образования ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… связСй с Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ сосСдями: ΠΎΠ΄Π½Π° ΠΈΠ· связСй окаТСтся лишь с ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ элСктроном, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° гСрмания. На эту Π½Π΅Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ связь ΠΎΡ‚ сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² гСрмания ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ элСктрон, образуя ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΡƒ Π½Π° своСм ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ½Π΅ΠΌ мСстС, ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π±ΠΎΡ€Π° Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅, становится ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ. Π­Ρ‚Π° Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ связана с ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ Π±ΠΎΡ€Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΉ элСктрон связан с ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ.

На энСргСтичСской схСмС 14.2Π±) Π²Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ (с Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΎΠΉ Π½Π° Π½Π΅ΠΌ) ΠΌΡ‹ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π΅Π΄Π°Π»Π΅ΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ Β«ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ°Β» Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, Π΅Π³ΠΎ энСргия Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Β«ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ°Β» Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ Π½Π°  Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ E

a. Π—Π° счСт Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния элСктрон ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΡ‚ΠΈ Π½Π° Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ, создав ΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠ΄Π½ΡƒΡŽ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΡƒ Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅. На пространствСнной схСмС 14.2Π°) этому процСссу соотвСтствуСт Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ удалСния ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠΎΠ½Π° Π±ΠΎΡ€Π° Π½Π° сколь ΡƒΠ³ΠΎΠ΄Π½ΠΎ большоС расстояниС: происходит ионизация Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π° ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΠ· связанного состояния Π² свободноС.

Для ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ энСргии связи Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Ea (ΠΎΠ½Π° ΠΆΠ΅ β€” энСргия ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Π΅ ΠΆΠ΅ сообраТСния, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ»ΠΈΡΡŒ для ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ энСргии связи Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктрона Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΌ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅. Для Π±ΠΎΡ€Π° Π² Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΈ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Ea β‰ˆ 0,01 эВ. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ энСргия Ea Π½Π΅Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°, Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ kT > Ea ΠΈ всС Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Π² случаС элСктронной проводимости, дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ вслСдствиС ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ² Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π·Π°Π²ΠΈΡΠ΅Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹, Π° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ².

Β§ 3. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΠΎ-Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Π΄ΠΈΠΎΠ΄

Π‘ΠΎΠ·Π΄Π°Π΄ΠΈΠΌ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, ΠΊΠ°ΠΊ это ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π½Π° рис.14.3 Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ элСктронно-Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ, ΠΈΠ»ΠΈ p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ.

Рис. 14.3

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ для удобства рассмотрСния, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ создан ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π² соприкосновСниС Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°: p ΠΈ n Ρ‚ΠΈΠΏΠ°. Π’ ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ ΠΎΠ±Π΅ части созданного ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ элСктричСски Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹.

Π’ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π΅ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ свободныС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ ΠΈΡ… концСнтрация Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… примСсных Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π’ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π΅ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, справа ΠΎΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ свободныС элСктроны. Π˜Ρ… концСнтрация Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнных примСсных Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ².

ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ примСсных носитСлСй Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ всСгда присутствуСт Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ количСство собствСнных носитСлСй. Π˜Ρ… концСнтрация ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ ΠΌΠ°Π»Π° ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ примСсных носитСлСй, поэтому ΠΈΡ… Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ нСосновными носитСлями.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² p-области концСнтрация Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°, Π° Π² n-области ΠΌΠ°Π»Π°. Π‘ элСктронами Π΄Π΅Π»ΠΎ обстоит Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚, ΠΈΡ… концСнтрация Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ° Π² n-области, Π° Π² p-области ΠΌΠ°Π»Π°. Π—Π° счСт различия ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠΈ (см. Π§. 4, лСкция N 6, Β§ 3).

Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΠ· p-области Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ, ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ элСктроны ΠΈΠ· n-области Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ½Π΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ p.

Π’ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΡˆΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠΈ зарядов ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ ΠΊ Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ элСктричСской Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ. Π’ p-области останутся нСскомпСнсированныС ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π’ n-области Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнных ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ образуСтся Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½ΠΎΠΉ слой Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΈΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… зарядов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ создадут элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΎΡ‚ n-области ΠΊ p-области, ΠΊΠ°ΠΊ это ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 14.4.

Рис. 14.4

Π’ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΡˆΠ΅Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€Π΅ΠΏΡΡ‚ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°ΠΌ. Установится равновСсноС распрСдСлСниС носитСлСй Π² области p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°. Π’ области Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского слоя элСктроны ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, двигаясь навстрСчу Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ, Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ оказываСтся ΠΎΠ±Π΅Π΄Π½Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ носитСлями, ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ становится малСнькой.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Π΄ΠΈΠΎΠ΄ β€” ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· сСбя Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ направлСния ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎ β€” ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ направлСния. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Π΄ΠΈΠΎΠ΄ прСдставляСт собой ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡƒΡŽ пластину с двумя областями Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ проводимости: элСктронной (n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°) ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ (p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°). ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚  одностороннСй ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.

Подадим Π½Π° p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Δφ (см. рисунок 14.5).

На рисункС 14.5Π°) p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄, смСщСнный Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ (ΠΊ области p ΠΏΠΎΠ΄Π°Π½ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π», ΠΊ n области β€” ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ), Ρ‚ΠΎΠΊ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ отсутствуСт. На рисункС 14.5Π±) p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ смСщСн Π² прямом Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ (ΠΊ области p ΠΏΠΎΠ΄Π°Π½ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π», ΠΊ области n β€” ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ), Π² этом случаС Ρ‚ΠΎΠΊ Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ растСт с ростом разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅. ΠŸΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ это ΠΏΠΎ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°ΠΌ.

Рис. 14.5

Если ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ полюс источника напряТСния соСдинСн с p-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒΡŽ, Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ с n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒΡŽ (см. рис. 14.5Π°), Ρ‚ΠΎ высота ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π°Ρ€ΡŒΠ΅Ρ€Π° для основных носитСлСй возрастСт. Π˜Π½Ρ‹ΠΌΠΈ словами β€” усилится элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΏΡ€Π΅ΠΏΡΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ двиТСнию основных носитСлСй Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄. Π’ этом случаС ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм внСшнСго поля Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ смогут Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ нСосновныС носитСли (Π½Π° рис. 14.5Π°) Π² n-области ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°, которая ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Β«ΡΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒΡΡΒ» с Β«ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π³ΠΎΡ€ΠΊΠΈΒ»). Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ смСщСнии Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ слабый Ρ‚ΠΎΠΊ нСосновных носитСлСй.

Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ соСдиним ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ полюс источника с Ρ€-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒΡŽ, Π° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ β€” с n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒΡŽ.

Π’ этом случаС внСшнСС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ Π² сторону, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΡƒΡŽ полю Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского слоя. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π°Ρ€ΡŒΠ΅Ρ€Π° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ мСньшС, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈ отсутствии внСшнСго поля. ΠŸΡ€ΠΈ достаточно большой ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ внСшнСй разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π±Π°Ρ€ΡŒΠ΅Ρ€ прСвратится Π² Β«Π³ΠΎΡ€ΠΊΡƒΒ» для основных носитСлСй. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΠ· p-области Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм внСшнСго поля ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Π² области n, Π° элСктроны ΠΈΠ· n-области β€” Π² ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ p. Π’ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ основных носитСлСй Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· p-n ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄, ΠΎΠ½ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡΠΊΡΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π²ΠΎΠ·Ρ€Π°ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ с ростом ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ².

Π—Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΎΡ‚ напряТСния (разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²) Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚-Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ характСристикой для ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°. Π’ΠΎΠ»ΡŒΡ‚-ампСрная характСристика ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° Π½Π° рисункС 14.6.

Рис. 14.6

ΠŸΡ€ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ напряТСнии Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ малСнький Ρ‚ΠΎΠΊ нСосновных носитСлСй. Если ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ напряТСниС большС Ρ‡Π΅ΠΌ UΠΏΡ€ β€” Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ элСктричСский ΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΎΠΉ, Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚ большой ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ.

alexxlab

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *