лабараторные работы по электронике

1.1 Электропроводность полупроводников

Полупроводники занимают по электропроводности промежуточное положение между металлами и диэлектриками. В соответствии с принципами квантовой механики электроны изолированного атома могут обладать определенными значениями энергии или находиться на определенных (разрешенных) энергетических уровнях (рис. 13, а).

а) б)

Рис. 13 Энергетические диаграммы: а - изолированного атома; б - группы (четырех) близко расположенных атомов

В изолированном атоме имеется конечное число энергетических уровней, на каждом из которых могут одновременно находиться не более двух электронов. Электроны низших уровней сильно связаны с атомом. По мере увеличения энергии уровня, занимаемого электроном, эта связь ослабевает

В отсутствии внешних воздействий, увеличивающих энергию электронов, атом находится в исходном (невозбужденном) состоянии, при котором все низшие энергетические уровни заняты электронами, а верхние - свободны. При наличии внешних воздействий (тепло, кванты света, электрическое или магнитное поле и др.) электроны атома приобретают дополнительную энергию и переходят на более высокие энергетические уровни или вовсе освобождаются от атома и становятся свободными, не связанными с атомом. При этом внешнему воздействию подвержены электроны высоких энергетических уровней, слабее связанные с атомом.

Энергетическая диаграмма группы однотипных атомов отличается от диаграммы изолированного атома. Вследствие взаимодействия атомов друг с другом разрешенные уровни энергии электронов соседних атомов смещаются, образуя близко расположенные уровни энергии - подуровни (рис. 13, б). При этом смещению подвергаются уровни и низких и высоких энергий. Подуровни образуют зоны разрешенных уровней энергии, которые отделены друг от друга запрещенными зонами. Число подуровней в каждой из разрешенных зон равно количеству атомов в группе.

Содержание