На главную


Глава XIV

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

§ 145. Строение и электропроводность полупроводников

Наряду с электронными лампами в устройствах электроники все шире используются полупроводниковые диоды и триоды.
Их работа основана на физических свойствах полупроводников — кристаллических твердых тел.
Характерной особенностью металлических проводников является наличие свободных электронов. В диэлектрике — изоляторе свободных электронов нет и поэтому он тока не проводит. Полупроводники получили свое название потому, что они обладают промежуточными свойствами между проводниками, имеющими большую электропроводность, и диэлектриками, которые тока не проводят.
К полупроводникам относятся такие химические элементы, как германий, кремний, селен и многие другие твердые вещества, обладающие кристаллическим строением, окислы металлов, сернистые соединения и соединения селена.
Основным свойством полупроводников является изменение их электропроводности под действием температуры, света, давления и при наличии незначительных примесей.
Другой особенностью полупроводников является то, что их электропроводность связана с перемещением в них не только отрицательных зарядов — электронов, но и положительных зарядов — дырок.
Рассмотрим строение типичного полупроводника — германия.
Германий является элементом четвертой группы периодической системы Менделеева и имеет во внешней оболочке (рис. 212) атома четыре валентных электрона, участвующих в химических реакциях и процессах электропроводности. Остальные электроны атомов германия тесно связаны с ядрами.

Каждый атом германия стремится образовать связи с четырьмя другими атомами. В такой ячейке кристалла атом расположен на одинзкоеом расстоянии от других атомов, находящихся в вершинах правильного многогранника — тетраэдра (см. рис. 212).
В образовании связей между атомами германия от каждого из них участвует по одному электрону. Таким образом, связь атома германия с ближайшим соседним атомом осуществляется двумя электронами.
Подобная связь называется двухвалентной. Несвязанных свободных электронов германий практически не имеет. Число свободных электронов в его атомах составляет примерно один электрон на 10 млрд. атомов.


предыдущая страница оглавление следующая страница