Электронная проводимость полупроводников

Проводимость полупроводника можно увеличить добавлением атомов других элементов (легирование). При введении в решетку полупроводника примесей возникает примесная проводимость (в отличие от собственной проводимости). Например, при легировании четырехвалентного германия пятивалентным мышьяком (или сурьмой, или фосфором) в месте нахождения атома примеси появляется лишний свободный электрон.

Электронная проводимость полупроводников
Электронная проводимость полупроводников

Один атом примеси приходится на 105 — 106 атомов решетки полупроводника.

Донорные примеси

Примеси, приводящие к появлению свободных электронов, называются донорными. Энергетические уровни донорных электронов WD лежат ниже зоны проводимости.

Энергетические уровни - Электронная проводимость полупроводников
Энергетические уровни - Электронная проводимость полупроводников

В данном случае справедлива формула собственной проводимости.

Полупроводник n-типа

Поскольку наличие примеси приводит к увеличению приблизительно в 103 раз концентрации электронов, во столько же раз должна уменьшиться концентрация дырок:

\[ n_{-} ≈ 10^{6}n_{+} \]

Поскольку

\[ n_{-} >> n_{+} \]

, электроны называются основными носителями, а дырки — неосновными носителями.

Германий в этом случае называют полупроводником с электронной проводимостью, или полупроводником n-типа.

Проводимость в полупроводнике n-типа обусловлена почти исключительно электронами.

Электронная проводимость полупроводников, Донорные примеси, Полупроводник n-типа

стр. 668