ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Полупроводниковые материалы обладают проводимостью, которой можно управлять, изменяя напряжение, температуру, освещенность и другие факторы. По способности проводить электрический ток полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Способность проводить электрический ток характеризуется удельным электрическим сопротивлением или удельной электрической проводимостью . Диапазон значений удельного электрического сопротивления для проводников при комнатной температуре составляет от 1,6•10-8 до 1•10-6 Ом•м. Для низкочастотных изоляционных материалов удельное электрическое сопротивление изменяется от 106... 108 до 1014.. 1016 Ом•м. Удельное электрическое сопротивление для полупроводников составляет 10-6…109 Ом-м. Эти границы условны и в определенном диапазоне перекрываются. Это связано с особенностями этих групп материалов.
Одной из особенностей полупроводниковых материалов является, их поведение при изменении температуры. У проводниковых материалов при температуре, стремящейся к нулю, удельная электрическая проводимость увеличивается, а при переходе в сверхпроводящее состояние - приобретает бесконечно большие значения (рис. 4.1). В отличие от проводников у полупроводников при уменьшении температуры их удельная электрическая проводимость уменьшается, а при стремлении температуры к О К полупроводники прекращают проводить электрический ток и переходят в разряд диэлектриков. При повышении температуры удельная электрическая проводимость полупроводников резко увеличивается.
Рис. 4.1. Зависимость удельной проводимости металлов (1) и полупроводников (2) от температуры
Такой характер поведения полупроводников при изменении температуры позволяет использовать тепло для управления их удельной электрической проводимостью.
Поведение полупроводника зависит также от его внутренней структуры. В проводниковых материалах проводимость связана с появлением свободных зарядов, что вызвано изменением температуры и внутренним строением проводника. Для появления свободных носителей заряда в полупроводниковом материале требуется внешняя энергия (тепловая, механическая нагрузка, облучение ядерными частицами, электрическое и магнитное поля и т.д.). Если носители заряда появились под действием тепла, то они называются равновесными. В результате воздействия на полупроводник других видов энергии образуются дополнительные неравновесные носители зарядов.
Электропроводность полупроводника резко изменяется при введении в него даже незначительного числа атомов примесного вещества. Она зависит также не только количества, но и вида постороннего элемента. Например, при введении в химически чистый германий 0,001 % мышьяка его удельная проводимость увеличивается в 10 000 раз.
Полупроводники допускают обратное преобразование электрической энергии в тепловую, световую или механическую.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 373;