На главную


§ 146. Понятие об электронной и дырочной проводимости

Заметная электропроводимость в кристалле германия может возникнуть, если нарушить связи между атомами. Например, свет или тепло могут сообщить некоторым электронам энергию, достаточную для отрыва их от атомов. При этом в кристалле появляются свободные электроны, которые перемещаются беспорядочно, подобно молекулам газа.
Если такой кристалл поместить в электрическое поле, то свободные электроны будут перемещаться в направлении сил поля и в кристалле возникнет электрический ток.
Электропроводимость, осуществляемая свободными электронами, называется электронной проводимостью полупроводника.
Электронная проводимость называется n-проводимостью (от французского слова «negative» — отрицательный).
При отрыве электронов от атомов германия в последних образуются свободные места, которые могут быть заняты другими электронами. Такие свободные места получили название дырок.
Появление дырки связано с потерей электрона атомом, а потому в области образования ее возникает избыточный положительный заряд. Таким образом, наличие дырки равноценно положительному заряду.
Схема образования и заполнения дырок условно показана на рис. 213. На каждой подставке, установленной наклонно, имеется четыре отверстия (четыре дырки). В них расположено четыре шара (четыре электрона). Если шар 1 сместится вправо, он освободит отверстие (дырку) и упадет с подставки, тогда в отверстие, которое занимал этот шар, переместится шар 2. Свободное отверстие (дырку) этого шара займет шар 3, а отверстие последнего — шар 4.

Из этой схемы видно, что шары (электроны) перемещаются в одном направлении — вправо, а отверстия (дырки) — в противоположном направлении, т. е. влево. Кроме того, заполнение дырки сопровождается появлением новой дырки в соседнем атоме.
В результате перемещения электронов в полупроводнике создается возможность заполнения одних дырок и образования других. Возникновение каждой новой дырки сопровождается появлением свободного электрона, т. е. непрерывно идет образование пар: электрон — дырка. В свою очередь, заполнение дырок приводит к уменьшению числа свободных электронов.
Таким образом, в кристалле, помещенном в электрическом поле, происходит не только перемещение электронов, имеющих отрицательный электрический заряд, но и перемещение дырок — положительных зарядов. При этом направление перемещения дырок противоположно направлению движения электронов.
Электропроводимость, возникающая в результате перемещения дырок в полупроводнике, называется дырочной проводимостью.
Дырочная проводимость называется р-проводимостью (от слова «positive» — положительный).


предыдущая страница оглавление следующая страница