Напівпровідник

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Напівпровідник - матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідниками й діелектриками.

Характерна риса, напівпровідників - зростання електропровідності зі зростанням температури; при низьких температурах електропровідність мала. Кремній, наприклад, при низькій температурі погано проводить електрику, але під впливом світла, тепла чи напруги електропровідність зростає.

Кремній найчастіше використовується в діодах, світлодіодах, транзисторах, вирівнювачах і інтегральних схемах (кремнієвих платах або чіпах), сонячних елементах. Окрім кремнію широко використовуються арсенід галію, арсенід алюмінію,германій та багато інших. В останні роки дедалі популярніші органічні напівпровідники, які застосовуються, наприклад, у копіювальній техніці.

[ред.] Зонна структура

Напівпровідники мають повністю заповнену валентну зону, відділену від зона провідності неширокою забороненою зоною. Ширина забороненої зони напівпровідників зазвичай менша за 3 еВ. Неширока заборонена зона призводить до того, що при підвищенні температури ймовірність збудження електрона у зону провідності зростає за екпоненційним законом. Саме цим фактом зумовлене збільшення електропровідності власних напівпровідників.

Ще більше на електропровідність напівпровідників впливають домішки: донори й акцептори. Завдяки доволі великій діелектричній проникності домішкові рівні в забороненій зоні розташовані дуже близько до зони провідності чи до валентної зони ( < 0.5 еВ), й легко іонізуються, віддаючи електрони в зону провідності чи забираючи їх із валентної зони. Леговані напівпровідники мають значну електропровідність.

Невелика ширина забороненої зони також сприяє фотопровідності напівпровіників.

В залежності від концентрації домішок напівпровідники діляться на власні (без домішок), n-типу (донори), p-типу (акцептори) і компенсовані (концентрація донорів урівноважує концентрацію акцепторів, й напівпровідник веде себе, як власний). При дуже високій концентрації домішок напівпровідник стає виродженим і веде себе, як метал.

У напівпровідникових приладах використовуються унікальні властивості контакту областей напівпровідника, одна з яких належить до n-типу, інша до p-типу - так званих p-n переходів. p-п переходи проводять струм у лише в одному напрямку. Схожі властивості мають також контакти між напівпровідниками й металами - контакти Шоткі.