Półprzewodniki.pdf

Półprzewodniki

rzędu 10 -8 do 10 6 S/m ( simens a na metr), co

plasuje je między przewodnikami a

dielektryka mi.

Wartość rezystancji półprzewodnika maleje

ze wzrostem temperatury. Półprzewodniki

posiadają pasmo wzbronione między

pasmem walencyjnym a pasm em

przewodzenia w zakresie 0 - 5 eV (np. Ge 0,7 eV, Si 1,1 eV , GaAs 1,4 eV, GaN 3,4 eV).

Koncentracje nośników ładunku w półprzewodnikach można zmieniać w bardzo szerokich

granicach, zmieniając temperaturę półprzewodnika lub natężenie padającego na niego

światła lub nawet przez ściskanie lub rozciąganie półprzewodnika.

Porównanie układu pasm

W przemyśle elektronicznym najczęściej stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi są

pierwiastki grupy IV (np. krzem, german) oraz związki pierwiastków grup III i V (np.

arsenek galu, azotek galu , antymonek indu) lub II i VI ( tellurek kadmu) . Materiały

półprzewodnikowe są wytwarzane w postaci monokryształu , polikryształu lub proszku.

Rodzaje półprzewodników

• samoistne

• domieszkowe

Samoistne

Półprzewodnik samoistny jest to półprzewodnik,

którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych

zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja

wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest

równa koncentracji dziur.

Przyjmuje się, że w temperaturze 0 kelwinów w paśmie

przewodnictwa nie ma elektronów, natomiast w T>0K

ma miejsce generacja par elektron-dziura; im wyższa

temperatura, tym więcej takich par powstaje.

Domieszkowe

Półprzewodniki samoistne nie posiadają zbyt wielu

elektronów swobodnych (co objawia się dużym oporem

właściwym, czyli małą przewodnością właściwą),

dlatego też stosuje się domieszkowanie. Materiały

uzyskane przez domieszkowanie nazywają się półprzewodnikami niesamoistnymi lub

półprzewodnikami domieszkowanymi .

Struktura pasmowa krzemu.

J.R.Chelikowsky,M.L.Cohen, Phys.Rev.

B10(1974)5095

Półprzewodniki - najczęściej substancje

krystaliczne, których konduktywność

(zwana też konduktancją właściwą) jest

Półprzewodniki

Domieszkowanie polega na wprowadzeniu do struktury kryształu dodatkowych atomów

pierwiastka, który nie wchodzi w skład półprzewodnika samoistnego. Na przykład

domieszka krzemu (Si) w arsenku galu (GaAs). Ponieważ w wiązaniach kowalencyjnych

bierze udział ustalona liczba elektronów, zamiana któregoś z jonów na atom domieszki

powoduje wystąpienie nadmiaru lub niedoboru elektronów.

Wprowadzenie domieszki produkującej nadmiar elektronów (w stosunku do ilości

niezbędnej do stworzenia wiązań) powoduje powstanie półprzewodnika typu n , domieszka

taka zaś nazywana jest domieszką donorową . W takim półprzewodniku powstaje dodatkowy

poziom energetyczny (poziom donorowy) położony w obszarze energii wzbronionej bardzo

blisko dna pasma przewodnictwa, lub w samym paśmie przewodnictwa. Nadmiar

elektronów jest uwalniany do pasma przewodnictwa (prawie pustego w przypadku

półprzewodników samoistnych) w postaci elektronów swobodnych zdolnych do

przewodzenia prądu. Mówimy wtedy o przewodnictwie elektronowym, lub przewodnictwie

typu n (z ang. negative - ujemny).

Wprowadzenie domieszki produkującej niedobór elektronów (w stosunku do ilości

niezbędnej do stworzenia wiązań) powoduje powstanie półprzewodnika typu p , domieszka

taka zaś nazywana jest domieszką akceptorową . W takim półprzewodniku powstaje

dodatkowy poziom energetyczny (poziom akceptorowy) położony w obszarze energii

wzbronionej bardzo blisko wierzchołka pasma walencyjnego, lub w samym paśmie

walencyjnym. Poziomy takie wiążą elektrony znajdujące się w paśmie walencyjnym (prawie

zapełnionym w przypadku półprzewodników samoistnych) powodując powstanie w nim

wolnych miejsc. Takie wolne miejsce nazwano dziurą elektronową . Zachowuje się ona jak

swobodna cząstka o ładunku dodatnim i jest zdolna do przewodzenia prądu. Mówimy wtedy

o przewodnictwie dziurowym, lub przewodnictwie typu p (z ang. positive - dodatni). Dziury,

ze względu na swoją masę efektywną, zwykle większą od masy efektywnej elektronów, mają

mniejszą ruchliwość a przez to oporność materiałów typu p jest z reguły większa niż

materiałów typu n .

Rolę domieszki może pełnić również atom międzywęzłowy (atom umiejscowiony poza

węzłami sieci) oraz wakans (puste miejsce w węźle sieci w którym powinien znajdować się

atom).

Zastosowania

• diody

• dioda prostująca ( dioda prostownicza)

• dioda stabilizacyjna ( dioda Zenera )

• dioda pojemnościowa

• dioda Schottky'ego

• dioda tunelowa

• dioda świecąca ( dioda elektroluminescencyjna - LED)

• dioda sterowana tyrystor

• fotodioda półprzewodnikowa

• lasery półprzewodnikowe

• tranzystory

• tranzystor unipolarny (tranzystor polowy)

• fototranzystor

• tranzystor bipolarny

Półprzewodniki

• hallotron

• termistor

Zobacz też

• Akceptor

• Donor

• Dziura elektronowa

• Elektron

• Selen

Półprzewodniki

Article Sources and Contributors

Półprzewodniki Source : http://pl.wikipedia.org/w/index.php?oldid=17220586 Contributors : Ala z, Anita tr, Bato, Beau, Beno, Chaosu, Chrumps,

Daniel12345, Dobromila, Gbylski, Grotesque, JoShi, Jordi Polo, Kaczor, Kalium, KamStak23, Karol007, L XeoN l, Louve, Lzur, Macar, Marcin vp,

Michal43, Midge, Mmzpa, MonteChristof, Mpfiz, Paweł ze Szczecina, PawełMM, Ponton, Powerek38, Qbk, Shape, Steal, Stepa, Stok, Taw, The boss,

ToAr, Underon, Wipur, Wojciech mula, Xett, Youandme, 57 anonimowe edycje

Półprzewodniki

Źródła, licencje i autorzy grafiki

Plik:Modelepasmowe.svg Source : http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Modelepasmowe.svg License : unknown Contributors : -

Plik:Si-band-schematics.PNG Source : http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Si-band-schematics.PNG License : unknown Contributors : Pieter

Kuiper, S-kei

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: