Собственный полупроводник.

СОБСТВЕННЫЙ И ПРИМЕСНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК.

В полупроводнике с идеальной структурой, изображенной на рис. 1.5 а, все электроны находятся в связанном состоянии. Если такой полупроводник поместить во внешнее электрическое поле, то электрический ток не может возникнуть, так как все ковалентные связи в решетке завершены и свободных носителей заряда нет.

Допустим, что при воздействии каких-либо возмущений, например теплоты, в полупроводнике произошел разрыв ковалентной связи и электрон стал свободным. При уходе электрона ковалентная связь будет незавершенной. Незавершенная связь будет иметь избыточный положительный заряд, поскольку он теперь не скомпенсирован зарядом электрона. Вакантное место в ковалентной связи получило название – дырки. В целом кристалл остается электронейтральным, так как каждому образовавшемуся положительному заряду в связи – дырке соответствует свободный электрон (рис.15 б).

Свободный электрон может занять вакантное место в ковалентной связи и перейти в связанное состояние. Следовательно, собственный полупроводник – идеальное чистое вещество, в котором в результате разрыва ковалентных связей образуется равное количество свободных электронов и дырок. При комнатной температуре концентрация свободных электронов и дырок в германии составляет примерно 10¹³ см^-3, а у кремния 10¹⁰ см^-3.