Використання

Кремній найчастіше використовується в діодах, світлодіодах, транзисторах, випрямлячах і інтегральних схемах (чіпах), сонячних елементах. Окрім кремнію широко використовуються арсенід галію, арсенід алюмінію, германій та багато інших. В останні роки дедалі популярніші органічні напівпровідники, які застосовуються, наприклад, у копіювальній техніці.

Напівпроводни́к n-ти́пу — напівпровідник, в якому основні носії заряду — електрони провідності.

Для того, щоб отримати напівпровідник n-типу, власний напівпровідник легують донорами. Здебільшого це атоми, які мають на валентній оболонці на один електрон більше, ніж атоми напівпровідника, який легується. При не надто низьких температурах електрони зі значною ймовірністю переходять із донорних рівнів у зону провідності, де їхні стани делокалізовані й вони можуть вносити вклад у електричний струм.

Кількість електронів у зоні провідності залежить від концентрації донорів, енергії донорних рівнів, ширини забороненої зони напівпровідника, температури, ефективної густини рівнів у зоні провідності.

Здебільшого легування проводиться до рівня 10¹³ — 10¹⁹ донорів на см³. При високій концентрації донорів напівпровідник стає виродженим.

Напівпровідни́к p-ти́пу — напівпровідник, в якому основними носіями заряду є дірки.

Напівпровідники p-типу отримують методом легування власних напівпровідників акцепторами. Для напівпровідників четвертої групи періодичної таблиці, таких як кремній та германій, акцепторами можуть бути домішки хімічних елементів третьої групи — бор, алюміній.

Наприклад, якщо кремній легувати 3-валентним індієм, то для утворення зв'язків з кремнієм у індію не вистачає одного електрона, тобто утворюється дірка. Змінюючи концентрацію індію, можна в широких межах змінювати провідність кремнію, створюючи напівпровідник із заданими електричними властивостями. Такий напівпровідник називається напівпровідником p-типу, основними носіями заряду є дірки, а домішка індію, що дає дірки, називається акцепторною.

Концентрація дірок у валентній зоні визначається температурою, концентрацією акцепторів, положенням акцепторного рівня над верхом валентної зони, ефективною густиною рівнів у валентній зоні.

Р-допування кристалічної ґратки кремнію атомами алюмінію

Кристалі́чна структу́ра — структура матеріалів, яка характеризується неповторним (унікальним) розташуванням атомів в кристалі, основними параметрами якої є тип кристалічної гратки (сингонія), просторова група, число формульних одиниць, лінійні розміри та кути елементарної гратки, координати атомів (заповненість правильних систем точок), координаційні числа та координаційні многограники для усіх атомів.

Наприклад, кристалічна структура оксиду феруму Fe₃O₄ (низькотемпературна модифікація): просторова група Fd-3m O2 (No. 227), кубічна сингонія, число формульних одиниць Z = 8, параметри гратки a = 0.8397 нм, координати атомів Fe1 8(b) (3/8 3/8 3/8), Fe2 16(c) (0 0 0), O 32(e) (0.245 0.245 0.245).

Структурний тип — більш ширше поняття, яке об'єднує кристалічні структури із однаковою просторовою групою, близькими параметрами гратки (та їх числовим співвідношенням), однаковим (часто близьким) розташуванням атомів тобто заповненістю тої самої правильної системи точок та однаковими координаційними многограниками. Наприклад, до структурного типу MgCu₂ належить ряд бінарних сполук: BaAl₂, GdAl₂, ErCo₂, LiPt₂, ZrV₂.

Кристалічна структура хрориду натрію.

Носії заряду - загальний термін для позначення часток чи квазічасток, які дають внесок у електричний струм.

Носіями заряду можуть бути електрони, дірки, катіони, аніони тощо, в залежності від середовища, в якому проходить струм.

• напівпровідники - електрони й дірки;

• метали й вакуумні прилади - електрони;

• електроліти й суперіоніки - йони;

• плазма - електрони та йони.

Важливими характеристиками носіїв заряду є рухливість і коефіцієнт дифузії.

В напівпровідниках розрізняють основні носії заряду й неосновні носії заряду. В напівпровідниках n-типу основними носіями заряду є електрони провідності, а дірки є неосновним носіями заряду. В напівпровідниках p-типу основними носіями заряду є дірки, а електрони - неосновними.

Питання 2. Біполярні транзистори, типи, принцип дії.

Біполярний транзистор — напівпровідниковий елемент електронних схем, із трьома електродами, один з яких служить для керування струмом між двома іншими. Термін «біполярний» підкреслює той факт, що принцип роботи приладу полягає у взаємодії з електричним полем частинок, що мають як позитивний, так і негативний електричний заряд.

Виводи біполярного транзистора називаються емітером, базою і колектором. В залежності від типу носіїв заряду, які використовуються в транзисторі, біполярні транзистори поділяються на транзистори NPN та PNP типу. В транзисторі NPN типу емітер і колектор легуються донорами, а база — акцепторами. В транзисторі PNP типу — навпаки.

	PNP
	NPN

Схематичні позначення транзисторів PNP- та NPN типів