ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

3.4. ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Полупроводники - это вещества, удельное сопротивление которых очень быстро уменьшается с повышением температуры (Gе, Sи, То и др.). Из графика (рис. 38) видно, что при температур, близких к абсолютному нулю, удельное сопротивление очень большой. Это означает, что при низких температурах полупроводник ведет себя как диэлектрик.

Рис. 38

Чтобы понять механизм возникновения проводимости полупроводников с повышением температуры, необходимо знать строение полупроводниковых кристаллов и природу связи, что удерживает атомы кристалла один вокруг одного. Для примера рассмотрим кристалл кремния. Кремний - четырехвалентное элемент. Это означает, что на внешней оболочке содержатся четыре электроны, сравнительно слабо связанные с ядром. Количество ближайших соседей каждого атома Кремния равен четырем. Двумерная структура кристалла Кремния изображена на рис. 39.

Рис. 39

В чистых полупроводниках между атомами действует ковалентная связь. Каждый атом обменивается валентными электронами с четырьмя соседями. При тепловых співударах атомов какой-то из электронов, получив порцию энергии, может покинуть связь с атомом - образуется свободный электрон, а отсутствует межатомных связь называется «дыра», которая является эквивалентной положительному заряду. За комнатных температур концентрация свободных электронов и дырок мала. Таким образом, в чистых полупроводниках имеются носители зарядов двух типов: электроны и дырки. Проводимость при этих условиях называют собственного проводимостью полупроводников.