В соответствии со свойствами электрического сопротивления, полупроводники находятся на промежуточном месте между изоляторами и проводниками. Они обладают небольшими размерами и весом, большим сроком эксплуатации и значительной механической прочностью.
Все полупроводники отличаются удельным электрическим сопротивлением, которое напрямую зависит от температуры. У обычных металлов, этот показатель при повышении температуры возрастает. У полупроводников, наоборот, происходит снижение удельного сопротивления. Такой же эффект наблюдается и при добавлении к чистым полупроводникам определенных примесей в небольших количествах.
Электронная и дырочная проводимость
У разных типов проводников существует и различная электрическая проводимость.
Электронная проводимость полупроводников основана на так называемых свободных электронах, имеющих очень слабые связи с атомными ядрами. При воздействии на такой полупроводник разности потенциалов, произойдет поступательное движение электронов в определенном направлении. В результате, происходит появление электрического тока. Поскольку, в данном случае, перемещаются отрицательно заряженные частицы, такие полупроводники стали называться п-проводниками.
Полупроводники, у которых наблюдается дырочная проводимость, относятся к типу р-проводников. В данном случае, перемещаются положительные заряды, возникающие в результате потери атомом одного электрона. Такое отсутствие электрона, приводящее к положительному заряду атома, получило название дырки, свидетельствующей о появлении свободного места. Приложенная разность потенциалов приводит к дырочной проводимости, что, фактически, является перемещением положительных зарядов.
Когда возникает движение электронов, они начинают перемещаться от одного атома к другому. Из-за этого, происходит и перемещение дырок, образующихся на местах отсутствующих электронов. В идеально чистом полупроводнике происходит парное рождение дырок и электронов, поэтому, их количество будет одинаковым.
Примеси для изменения свойств полупроводников
Для того, чтобы создать полупроводники, где электроны или дырки имели бы ярко выраженную концентрацию, используются специальные примеси. Благодаря их применению, полупроводники и их свойства приобретают совершенно другое качество.
Эти примеси разделяются на донорные, увеличивающие количество электронов и акцепторные, благодаря которым образуются дырки, то есть происходит отрыв электронов от атомов.
Таким образом, в зависимости от вида примесей, преимущественная проводимость в полупроводниках будет электронной или дырочной. Это происходит из-за резкого изменения физической картины прохождения электрического тока, вызываемого этими примесями.