17. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы

### 17. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. Полупроводниковые приборы **Полупроводники** — это материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Их главная особенность — сильная зависимость проводимости от температуры, освещенности и наличия примесей. #### 1. Собственная проводимость Возникает в чистых полупроводниках (например, германий $Ge$ или кремний $Si$) при разрыве ковалентных связей (из-за нагрева или света). * **Электроны:** оторвавшиеся от атомов электроны становятся свободными носителями заряда. * **Дырки:** на месте ушедшего электрона остается вакантное место с избыточным положительным зарядом — «дырка». * В чистом полупроводнике число электронов равно числу дырок ($n_e = n_h$). #### 2. Примесная проводимость Возникает при введении в кристалл атомов других элементов. * **n-тип (negative):** вводится **донорная** примесь (валентность выше, чем у полупроводника, например, фосфор $P$ в кремний $Si$). Появляются лишние свободные электроны. Основные носители — электроны. * **p-тип (positive):** вводится **акцепторная** примесь (валентность ниже, например, бор $B$ в кремний $Si$). Появляются лишние «дырки». Основные носители — дырки. #### 3. Электронно-дырочный переход (p-n переход) Это область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости. Обладает свойством **односторонней проводимости**: * **Прямое смещение:** ток проходит (носители движутся навстречу друг другу). * **Обратное смещение:** ток почти не проходит (носители расходятся от границы). #### 4. Полупроводниковые приборы 1. **Диод:** содержит один p-n переход. Используется для выпрямления переменного тока. 2. **Транзистор:** содержит два p-n перехода (структуры p-n-p или n-p-n). Позволяет управлять током, усиливать сигналы. 3. **Термистор:** сопротивление сильно меняется при изменении температуры (датчики температуры). 4. **Фоторезистор:** сопротивление меняется под действием света (датчики освещенности). 5. **Светодиод (LED):** излучает свет при прохождении тока через p-n переход.