Зона уровней возбуждения содержит уровни со значительно более высокими энергиями. Электроны, обладающие такими энергиями, могут передвигаться от одного атома кристалла к другому и тем самым обеспечивают прохождение тока проводимости.
У металлов заполненная и свободная зоны непосредственно примыкают друг к другу, а в некоторых случаях эти зоны взаимно перекрываются. Поэтому электрон может перейти из первой зоны во вторую, получив извне очень небольшую добавочную энергию.
В идеальном полупроводнике без примесей при вырывании электронов из межатомных связей под действием подведенной извне энергии образуется столько же дырок, сколько свободных электронов.
При отсутствии электрического поля, созданного внешнии ми источниками электрической энергии, освободившиеся электроны движутся беспорядочно, пока не произойдет рекомбинация, т. е. заполнение электроном дырки. При наличии в полупроводнике примесей в нем преобладают дырки (при акцепторных примесях) или свободные электроны (при донорных примесях).
Наличие беспорядочного теплового движения электронов и дырок определяет возможность их диффузии из мест с большей концентрацией зарядов в места с меньшей концентрацией.
74. СВОЙСТВА P-N– ПЕРЕХОДА
В полупроводниковых приборах применяются два вида контактных соединений: между полупроводниками, имеющими различные типы проводимости, и между полупроводником и металлом.
В первом случае создается контакт на границе между областями с проводимостью типа n и проводимостью типа р, называемой р-n-переходом.
Контактные соединения полупроводника с металлом осуществляются либо в виде точечного контакта между кристаллом и острием металлической проволочки, либо в виде плоскостного контакта, в котором полупроводник и металл соприкасаются по большой поверхности. В приборах с точечным контактом используются свойства ррnnперехода. Основная масса кристалла, применяемого в этих приборах, обладает проводимостью одного типа, а небольшие участки на поверхности кристалла – проводимостью другого типа.
Последняя создается благодаря наличию примесей в кристалле полупроводника. Такие участки имеют диаметр порядка десятков микронов. Размеры острия контактной проволочки, находящейся на участке, должны быть меньше размеров самого участка, и поэтому электрическая цепь в приборе замыкается только через р-n-переход.
Образование р⒫n㞻перехода у плоскостных контактов между полупроводником и металлом объясняется на основе предположения о наличии большого количества игольчатых переходов между плоскостями полупроводника и металла, каждый из которых действует аналогично рассмотренным выше точечным контактам.