1. Виды полупроводников.

Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

• Собственные(чистые без примесей).

• Донорные (н-типа) В таком полупроводнике электроны являются основными носителями тока.

• Акцепторные(п-типа) Основные носители дырки.

Ды́рка — квазичастица, носитель положительного заряда, равного элементарному заряду в полупроводниках.

2. Зонные диаграммы.

У ровень Ферми в полупроводниках различных типов проводимости. Следует заметить, что в любом полупроводнике при стремлении температуры к абсолютному нулю уровень Ферми находится посередине запрещенной зоны. Но при повышении температуры в примесных полупроводниках он смещается либо вверх, либо вниз. Причина этого - в переходе электронов с валентной зоны в зону проводимости или наоборот, что обусловливает изменение энергии зоны проводимости и последующее смещение уровня Ферми. В случае с беспримесными полупроводниками, уровень Ферми при любой температуре проходит по середине запрещенной зоны. В случае с n-полупроводниками уровень Ферми находится выше средины запрещенной зоны. Формально, уровень Ферми в n-полупроводниках лежит посередине между дном зоны проводимости и донорным уровнем. В случае с p--полупроводниками, наблюдается обратная ситуация, уровень Ферми находится ниже средины запрещенной зоны. В металлах уровень ферми находится в верху валентной зоны, т.к. запрещенной зоны в металлах нет.

3. Ионизация.

Ударная ионизация — физическая модель, описывающая ионизацию атома при ударе о него электрона (или другой заряженной частицы — например, позитрона, иона или «дырки»). Явление может наблюдаться как в газах, так и в твёрдых телах (в частности, в полупроводниках). В полупроводниках электрон или дырка, набравшие достаточно высокую кинетическую энергию в сильном электрическом поле, могут ионизовать кристалл и создать в нём электронно-дырочную пару. Для ионизации полупроводника энергия горячего носителя должна превышать ширину запрещённой зоны.

В электрическом поле электрон набирает дополнительную энергию. За счет механизмов рассеивания электрон отдает часть энергии. Но в конце концов набирает энергию превышающую Е_д. И при столкновении с атомом он передает ему эту энергию. Образуется электрон-дырочная пара. Эти два электрода, так же набирают энергию в электрическом поле и процесс повторяется. Увеличивается концентрация электронов и дырок. Это лавинообразный процесс. Встречный процесс – рекомбинация.

Рекомбинация это захват электрона дыркой.

Виды рекомбинации:

Инжекция – впрыскивание зарядов в другую область.

Экстракция – втягивание носителей заряда.

Излучательная, а также безызлучательная (фотонная и ударная).

Межзонная рекомбинация – межзонная рекомбинация осуществляется при переходе свобод­ного электрона из зоны проводимости в валентную зону, что сопро­вождается уничтожением свободного электрона и свободной дырки.

Ре­комбинация через локальные центры. В полупроводниковом кристалле всегда имеются дефекты, энер­гетические уровни которых находятся в запрещенной зоне. Поэтому наряду с межзонной рекомбинацией может идти процесс ре­комбинации через локальные центры. Дефект решетки, способный захватить электрон из зоны, проводимости и дырку из валентной зоны, осуществляя их рекомбинацию, называется рекомбинационной ловушкой. В этом случае исчезновение пары – электрона про­водимости и дырки проводимости – осуществляется следующим образом. Нейтральная рекомбинационная ловушка захватывает электрон из зоны проводимости, который затем через некоторое время перейдет в валентную зону.