Энергия электронов в атоме

Для проводников не существует запретной зоны.

В полупроводнике ширина запретной зоны около 3 эВ

У диэлектриков она очень большая, более 12 эВ

В результате электрон не может преодолеть запретной зоны Þ тока в диэлектрике не существует, но абсолюта нет, т. к. существует пробивное напряжение. Свойства материала (проводимость) зависят от внешних условий (t°, поглощение различных излучений)

ЗП – зона проводимости

ЗЗ – запрещённая зона

ЗВ – валентная зона

При увеличении t⁰, сопротивление в проводнике увеличивается, а в полупроводниках - уменьшается.

При 0⁰К движения нет; все материалы — диэлектрики, но при 4⁰К наблюдается явление сверхпроводимости. Чем больше t°, тем больше энергия, тем больше проводимость. Проводимость увеличивается в 2 раза при изменении t° на 10°. Для снижения температурной зависимости существуют примеси.

Пример полупроводников Ge, In, Si, арсенид Ga.

Si – плохо зависит от температуры.

Пример донорной примеси Sb, As, B. Примесь добавляется в соотношении 1 : 1000000.

Электрон в атоме двигается за счёт диффузии и за счёт электромагнитного поля. Существует дрейфовый и диффузионный ток.

Полупроводник получивший донорную примесь называется полупроводником n-типа (основной носитель заряда - электрон) С точки зрения квантовой теории скорость движения дырки и электрона одинаковы. На практике электрон двигается в 2 раза быстрее, чем дырка, поэтому полупроводники n-типа применяются чаще.

Полупроводник, получивший акцепторную примесь, называется полупроводником p-типа (основной носитель заряда - дырка).

Полупроводники p и n-типа используются в полупроводниковых резисторах.