Пять основных характеристик полупроводников: характеристики удельного сопротивления, характеристики проводимости, фотоэлектрические характеристики, температурные характеристики отрицательного сопротивления, характеристики выпрямления.
В полупроводниках, образующих кристаллическую структуру, искусственно легируются специфические примесные элементы, а электрическая проводимость управляема.
В условиях светового и теплового излучения существенно изменяется его электропроводность.
Решетка: Атомы в кристалле образуют аккуратно организованную решетку в пространстве, называемую решеткой.
Структура ковалентной связи: пара самых удаленных электронов (то есть валентных электронов) двух соседних атомов не только движется вокруг собственных ядер, но и появляется на орбитах, которым принадлежат соседние атомы, становясь общими электронами, образуя ковалентную связь. ключ.
Образование свободных электронов: при комнатной температуре небольшое количество валентных электронов получает достаточно энергии из-за теплового движения, чтобы освободиться от ковалентных связей и стать свободными электронами.
Дырки: валентные электроны освобождаются от ковалентных связей и становятся свободными электронами, оставляя вакансию, называемую дыркой.
Электронный ток: под действием внешнего электрического поля свободные электроны движутся направленно, образуя электронный ток.
Дырочный ток: валентные электроны заполняют дырки в определенном направлении (то есть дырки также движутся в определенном направлении), образуя дырочный ток.
Собственный полупроводниковый ток: электронный ток + дырочный ток. Свободные электроны и дырки имеют разную полярность заряда и движутся в противоположных направлениях.
Носители: частицы, несущие заряды, называются носителями.
Характеристики проводника электричества: Проводник проводит электричество только с одним типом носителя, то есть со свободной электронной проводимостью.
Электрические характеристики собственных полупроводников: собственные полупроводники имеют два типа носителей, то есть свободные электроны и дырки оба участвуют в проводимости.
Собственное возбуждение. Явление, при котором полупроводники генерируют свободные электроны и дырки при тепловом возбуждении, называется собственным возбуждением.
Рекомбинация: если свободные электроны встречаются с дырками в процессе движения, они заполняют дырки и заставляют их исчезнуть одновременно. Это явление называется рекомбинацией.
Динамическое равновесие: при определенной температуре количество свободных пар электронов и дырок, генерируемых внутренним возбуждением, равно количеству свободных пар электронов и дырок, которые рекомбинируются для достижения динамического равновесия.
Связь между концентрацией носителей и температурой: температура постоянна, концентрация носителей в собственном полупроводнике постоянна, концентрации свободных электронов и дырок равны. При повышении температуры тепловое движение интенсифицируется, увеличивается количество свободных электронов, вырвавшихся из-под ковалентной связи, увеличивается число дырок (т. е. увеличивается концентрация носителей заряда), увеличивается электропроводность; при снижении температуры носитель По мере уменьшения концентрации ухудшается электропроводность.