Електронна і діркова провідність - студопедія
При підвищенні температури електронів повідомляється додаткова енергія, їх теплові коливання стають більш енергійними, в результаті чого деяким електронам вдається відірватися від своїх атомів. Ці електрони стають вільними і при відсутності зовнішнього електричного поля здійснюють хаотичні рухи, переміщуються у вільному просторі.
Атоми, що втратили електрони, безладних рухів здійснювати не можуть, а тільки злегка коливаються щодо свого нормального положення в кристалічній решітці. Такі атоми, що втратили електрони, називається позитивними іонами. Можна вважати, що на місці електронів, вирваних зі своїх атомів, виходять вільні місця, які прийнято називати дірками.
В цілому кількість електронів і дірок однаково, тому дірка може захопити електрон, який опинився поблизу. В результаті атом з позитивного іона знову стає нейтральним. Процес з'єднання електронів з дірками називається рекомбінацією.
З такою ж частотою відбувається і відрив електронів від атомів, тому в середньому кількість електронів і дірок для конкретного напівпровідника одно, є величиною постійною і залежною від зовнішніх умов, перш за все температури.
Якщо до кристалу напівпровідника прикласти напругу, то рух електронів стане впорядкованим, через кристал потече струм, обумовлений його електронної та доречнийпровідністю. Ця провідність називається власною, про неї вже було згадано трохи вище.
Але напівпровідники в чистому вигляді, що володіють електронної та доречнийпровідністю, для виготовлення діодів, транзисторів і інших деталей непридатні, оскільки основою цих приладів є p-n (читається «пе-ен») перехід.
Щоб отримати такий перехід, необхідні напівпровідники двох видів, двох типів провідності (p - positive - позитивний, дірковий) і (n - negative - негативний, електронний). Такі типи напівпровідників виходять шляхом легування, додавання домішок в чисті кристали германію або кремнію.
Хоча кількість домішок дуже мало, їх присутність в чималому ступені змінює властивості напівпровідника, дозволяє отримати напівпровідники різної провідності. Про це йтиметься в наступній частині статті.
Для виробництва транзисторів (під ними в даному випадку маються на увазі також діоди, мікросхеми і власне все напівпровідникові прилади) застосовуються напівпровідники n і p типів: з електронної та доречнийпровідністю. У напівпровідниках типу n основними носіями зарядів є електрони, а в напівпровідниках типу p - дірки.
Напівпровідники з необхідним типом провідності виходять шляхом легування (додавання домішок) до чистих напівпровідників. Кількість цих домішок невелика, але властивості напівпровідника змінюються до невпізнання.