Полупроводниковые приборы

ГЛАВА   XV ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

§ 149. СТРОЕНИЕ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Наряду с электронными лампами в устройствах электроники все шире используются полупроводниковые диоды и триоды.

Их. работа основана на физических свойствах полупроводни­ков— кристаллических твердых тел.

Характерной особенностью металлических проводников являет­ся наличие свободных электронов. В диэлектрике — изоляторе свободных электронов нет и поэтому он тока не проводит. Полупровод­ники получили свое название потому, что они обладают промежу­точными свойствами между проводниками, имеющими большую электропроводность, и диэлектриками, которые тока не проводят.

К полупроводникам относятся такие химические элементы, как  германий, кремний, селен и многие другие твердые вещества, обла­дающие кристаллическим строением, окислы металлов, сернистые соединения и соединения селена.

Основным свойством полупроводников является изменение их электропроводности под действием температуры, света, давления и при наличии незначительных примесей.

Другой особенностью полупроводников является то, что их элек­тропроводность связана с перемещением в них не только отрица­тельных зарядов— электронов, но и положительных зарядов — дырок.

Рассмотрим строение типичного полупроводника — германия.

Германий является элементом четвертой группы периодической системы Менделеева и имеет во внешней оболочке (рис. 206) атома четыре валентных электрона, участвующих в химических реакциях и процессах электропроводности. Остальные электроны атомов германия тесно связаны с ядрами.

Каждый атом германия стремится образовать связи с четырьмя другими атомами. В такой ячейке кристалла атом расположен на одинаковом расстоянии от других атомов, находящихся в вершинах правильного многогранника — тетраэдра (см. рис. 206).

В образовании связей между атомами германия от каждого из них участвует по одному электрону. Таким образом, связь атома германия с ближайшим соседним атомом осуществляется двумя электронами. Подобная связь называется двухвалентной. Несвязан­ных свободных электронов германий практически не имеет. Число свободных электронов в его атомах составляет примерно один элек­трон на 10 млрд. атомов.