Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Электропроводность полупроводников. Электроны в твердом теле не могут обладать произвольными энергиями
|
|
Электроны в твердом теле не могут обладать произвольными энергиями. Энергия каждого электрона может принимать определеннее значения, называемые уровнями энергии, или энергетическими уровнями.
Электроны, расположенные ближе к ядру атома, обладают меньшими энергиями, т.е. находятся на более низких энергетических уровнях.
При переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий уровень выделяется некоторое количество энергии, называемое квантом или фотоном. Если атом поглощает один квант энергии, то электрон переходит с более низкого энергетического уровня на более высокий уровень (при воздействии источников тепла, света, электричества).
В соответствии с зонной теорией твердого тела энергетические уровни объединяются в зону. Электроны внешней оболочки атома составляют валентную зону. Валентные электроны участвуют в электрических и химических процессах.
В металлах и полупроводниках существует большое количество электронов, находящихся на более высоких энергетических уровнях (за пределами оболочки атома, но вблизи нее). Эти уровни составляют зону проводимости, а электроны этой зоны, называемые электронами проводимости, совершают беспорядочное движение внутри тела, переходя от одних атомов к другим.
Атомы вещества, отдавшие валентные электроны в зону проводимости, располагаются в определенном порядке, образуя пространственную кристаллическую решетку. Внутри пространственной решетки происходит беспорядочные движение электронов проводимости, не участвующих в создании кристаллической решетки.
У металлов зона проводимости непосредственно примыкает к валентной зоне. Поэтому при нормальной температуре в металлах большое число электронов имеет энергию, достаточную для перехода из валентной зоны в зону проводимости. Практически каждый атом отдает в зону проводимости хотя бы один электрон. Поэтому число электронов проводимости в металлах не меньше числа атомов.
В диэлектриках между зоной проводимости и валентной зоной существует запрещенная зона, соответствующая уровням энергии, на которых электроны не могут находиться. При нормальной температуре у диэлектриков в зоне проводимости имеется очень небольшое число электронов, поэтому диэлектрик обладает ничтожно малой проводимостью. Но при нагревании некоторые электроны валентной зоны, получая добавочную тепловую энергию, переходят в зону проводимости, и тогда диэлектрик приобретает заметную проводимость.
У полупроводников зонная диаграмма подобна диаграмме диэлектрика, только ширина запретной зоны меньше. Поэтому при низких температурах полупроводники являются диэлектриками, а при нормальной температуре значительное число электронов переходит из валентной зоны в зону проводимости.
В настоящее время для изготовления полупроводниковых приборов наиболее широко используются германий (Ge) и кремний (Si), имеющие валентность равную 4. Внешние оболочки атомов германия или кремния имеют 4 валентных электрона. Их кристаллическая решетка состоит из атомов, связанных друг с другом валентными электронами. Такая связь называется ковалентной или парноэлектронной.
Date: 2015-05-09; view: 455; Нарушение авторских прав