Що таке примесная електропровідність напівпровідників
При наявності домішок в напівпровіднику виникає домішкових провідність.
Необхідною умовою різкого зменшення питомої опору напівпровідника при введенні домішок є відмінність валентності атомів домішки від валентності основних атомів кристала.
Розрізняють два типи домішок - донорного і акцепторного типу.
1. донорної домішки -в кристал напівпровідника вводиться домішка з більшою валентністю.
Наприклад, в кристал кремнію з чотирьохвалентного атомами введені п'ятивалентні атоми сурми (Sb).
У кристалі кремнію з домішкою сурми є електрони і дірки, відповідальні за власну провідність кристала. Але основним типом носіїв вільного заряду є електрони, що відірвалися від атомів сурми. В такому кристалі nn >> np.
Провідність, при якій основними носіями вільного заряду є електрони, називаетсяелектронной і позначається буквою n (негативна, негативна провідність).
Напівпровідник, що володіє електронною провідністю, називаетсяполупроводніком n-типу.
2. Акцепторні домішки -в кристал напівпровідника введена домішка з меншою валентністю.
Наприклад, в кристал кремнію введені тривалентні атоми індію (In).
На малюнку показаний атом індію, який створив за допомогою своїх валентних електронів ковалентні зв'язки лише з трьома сусідніми атомами кремнію. На освіту зв'язку з четвертим атомом кремнію у атома індію немає електрона. Цей електрон може бути захоплений атомом індію з ковалентного зв'язку сусідніх атомів кремнію. У цьому випадку атом індію перетворюється в негативний іон, розташований у вузлі кристалічної решітки, а в ковалентного зв'язку сусідніх атомів утворюється вакансія - дірка. Домішка з атомів з валентністю меншою, ніж валентність основних атомів напівпровідникового кристала, здатних захоплювати електрони, називається акцепторною домішкою.
В результаті введення акцепторної домішки в кристалі розривається безліч ковалентних зв'язків і утворюються вакантні місця (дірки). На ці місця можуть перескакувати електрони із сусідніх ковалентних зв'язків, що призводить до хаотичного блукання дірок по кристалу.
Наявність акцепторной домішки різко знижує питомий опір напівпровідника за рахунок появи великої кількості вільних дірок. Концентрація дірок в напівпровідниках з акцепторною домішкою значно перевищує концентрацію електронів, які виникли через механізм власної електропровідності напівпровідника: np >> nn.
Провідність, при якій основними носіями вільного заряду є дірки, називаетсядирочной провідністю і позначається буквою р (позитивний, позитивний тип провідності).
Напівпровідник з доречнийпровідністю називаетсяполупроводніком p-типу.
Слід підкреслити, що діркова провідність в дійсності обумовлена переміщенням по вакансіях від одного атома германію до іншого електронів, які здійснюють ковалентний зв'язок.