5.1. Загальна характеристика напівпровідників

Напівпровідниками називають речовини, в яких питомий опір більший, ніж у металах, і менший, ніж у діелектриках, а провідність має електронний або дірковий характер.

Термічний коефіцієнт опору (ТКО) напівпровідника  ( -електричний опір) лише при низьких температурах додатний, а при інших - від'ємний, тобто при підвищенні температури опір напівпровідника зменшується.

Напівпровідники класифікують за їх механізмом провідності: власні напівпровідники (власна провідність); домішкові напівпровідники -типу (провідність -типу); домішкові напівпровідники р-типу (провідність р-типу).

На рис. 5.1 наведена зонна структура зазначених вище трьох типів напівпровідників.

Необхідно мати на увазі, що у домішкових напівпровідниках має місце, як і у власних напівпровідниках, електронно-діркова провідність, але одна із них, яка дає більший внесок, обумовлює назву провідності.

 

Напівпровідник – це речовина, в якій при температурі Т=0К над повністю заповненою зоною лежить пуста зона (тобто відсутня поверхня Фермі), але зазор між цими зонами (заборонена зона) достатньо малий, щоб кількість електронів, «закинутих» тепловим рухом у верхню (пусту при Т=0К) зону, давала суттєвий вклад в електропровідність та інші явища.

Якщо для металів в -просторі найбільш важливим є вигляд поверхні Фермі (оскільки «активні» електрони займають стани поблизу неї), то для напівпровідників найбільш цікавими є дві ізоенергетичні поверхні: верхня границя валентної зони і нижня границя (дно) зони провідності, оскільки найбільша кількість «активних» (що роблять внесок у провідність та інші процеси) носіїв заряду знаходиться поблизу них.