Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход

Полупроводники это неметаллы, занимающие по проводимости промежуточное положение между проводниками и изоляторами. Собственная проводимость мала и растет с ростом температуры (в отличие от проводников). Собственная проводимость бывает электронная (электроны - носители) и дырочная, которая в принципе тоже электронная, но электрон скачет от одной "дырки" (атома решетки с недостающим электроном) к другой и создается впечатление, что движется именно дырка.

Если легировать (вводить специальные примеси) в полупроводник, то его проводимость растет.Для облегчения рассуждений возьмем конкретный полупроводник - кремний. В его атоме во внешней (слабо связанной с ядром) оболочке 4 электрона. Если легировать его, к примеру мышьяком, с 5 электронами, то каждый электроны внешней оболочки примеси образует с атомом кремния 4 ковалентные связи, а один электрон высвобождается, в легированной зоне появится избыток электронов и обеспечена электронная проводимость. Такая примесь и проводимость называются донорными. Если легировать трехвалентным веществом, например индием, то появляется избыток "дырок" - дырочная проводимость.

Но самое интересное и важное в том, что если создать границу, с одной стороны которой на полупроводнике электронная проводимость, а с другой дырочная, то создается электронно-дырочный (специалисты говорят p-n переход) переход. Он обладает свойством пропускать постоянные ток в одном направлении, запрещая его в противоположном. Этот переход, собственно и есть полупроводниковый диод. На этом свойстве основано и изготовление транзисторов, интегральных схем и так далее.