Półprzewodniki to materiały, które w normalnych warunkach są izolatorami, ale wraz ze wzrostem temperatury stają się przewodnikami. Oznacza to, że w półprzewodnikach wraz ze wzrostem temperatury opór maleje.

Struktura półprzewodnika na przykładzie kryształu krzemu

Rozważ strukturę półprzewodników i główne rodzaje przewodnictwa w nich. Jako przykład rozważmy kryształ krzemu.

Krzem jest pierwiastkiem czterowartościowym. Dlatego w jego powłoka zewnętrzna Istnieją cztery elektrony, które są luźno związane z jądrem atomu. Każdy ma w swoim sąsiedztwie jeszcze cztery atomy.

Atomy oddziałują ze sobą i tworzą wiązania kowalencyjne. W takim wiązaniu uczestniczy jeden elektron z każdego atomu. Schemat urządzenia silikonowego pokazano na poniższym rysunku.

zdjęcie

Wiązania kowalencyjne są wystarczająco silne i niskie temperatury Nie łamać. Dlatego w krzemie nie ma wolnych nośników ładunku, a w niskich temperaturach jest on dielektrykiem. W półprzewodnikach istnieją dwa rodzaje przewodnictwa: elektronowe i dziurowe.

Przewodność elektronowa

Gdy krzem zostanie podgrzany, zostanie mu przekazana dodatkowa energia. Energia kinetyczna cząstek wzrasta i niektóre wiązania kowalencyjne zostają zerwane. To tworzy wolne elektrony.

W polu elektrycznym elektrony te poruszają się między węzłami sieci krystalicznej. W takim przypadku w krzemie powstanie prąd elektryczny.

Ponieważ głównymi nośnikami ładunku są swobodne elektrony, ten rodzaj przewodzenia nazywamy przewodnictwem elektronicznym. Liczba wolnych elektronów zależy od temperatury. Im bardziej podgrzewamy krzem, tym więcej wiązania kowalencyjne pęknie, a co za tym idzie, pojawi się więcej wolnych elektronów. Prowadzi to do spadku oporu. A krzem staje się przewodnikiem.

przewodzenie otworów

Kiedy wiązanie kowalencyjne pęka, w miejscu wyrzuconego elektronu powstaje wakat, który może być zajęty przez inny elektron. To miejsce nazywa się dziurą. Dziura ma nadmierny ładunek dodatni.

Pozycja dziury w krysztale ciągle się zmienia, każdy elektron może zająć tę pozycję, a dziura przesunie się do miejsca, z którego elektron wyskoczył. Jeśli pole elektryczne nie, to ruch otworów jest przypadkowy i dlatego nie występuje prąd.

Jeśli jest obecny, istnieje porządek w ruchu dziur, a oprócz prądu wytwarzanego przez elektrony swobodne, istnieje również prąd wytwarzany przez dziury. Dziury przesuną się w kierunku przeciwnym do elektronów.

Tak więc w półprzewodnikach przewodnictwo to dziura elektronowa. Prąd generowany jest zarówno przez elektrony, jak i przez dziury. Ten rodzaj przewodzenia nazywany jest również przewodnictwem samoistnym, ponieważ w grę wchodzą pierwiastki tylko jednego atomu.

Transport nośnika w półprzewodnikach

Wstęp

Nośnikami prądu w półprzewodnikach są elektrony i dziury. Nośniki prądu poruszają się w okresowym polu atomów kryształu tak, jakby były cząsteczkami swobodnymi. Wpływ potencjału okresowego dotyczy tylko masy nośnej. Oznacza to, że pod wpływem potencjału okresowego zmienia się masa nośnika. W związku z tym fizyka ciała stałego wprowadza pojęcie masy efektywnej elektronu i dziury. Średnia energia ruch termiczny elektrony i dziury to kT/2 dla każdego stopnia swobody. Prędkość termiczna elektronu i dziury w temperaturze pokojowej wynosi około 107 cm/s.

Jeśli do półprzewodnika zostanie przyłożone pole elektryczne, spowoduje to dryf nośników prądu. W takim przypadku prędkość nośników najpierw wzrośnie wraz ze wzrostem pola, osiągnie średnią wartość prędkości, a następnie przestanie się zmieniać, ponieważ nośniki są rozproszone. Rozpraszanie jest spowodowane defektami, zanieczyszczeniami oraz emisją lub absorpcją fononów. Główną przyczyną rozpraszania nośników są naładowane zanieczyszczenia i drgania termiczne atomów sieci (absorpcja/emisja fononów). Interakcja z nimi prowadzi do gwałtownej zmiany prędkości przewoźników i kierunku ich ruchu. Zmiana kierunku prędkości nośnika jest losowa. Dodatkowym mechanizmem rozpraszania nośników prądu jest rozpraszanie nośników na powierzchni półprzewodnika.

W obecności zewnętrznego pola elektrycznego na losowy charakter ruchu nośników w półprzewodniku nakłada się ukierunkowany ruch nośników pod działaniem pola w przerwach między zderzeniami. I nawet pomimo tego, że prędkość losowego ruchu nośników może być wielokrotnie większa niż prędkość kierunkowego ruchu nośników pod działaniem pola elektrycznego, składową losową ruchu nośników można pominąć, ponieważ przy ruchu losowym wynikowy przepływ nośników zero. Przyspieszenie nośników pod działaniem pola zewnętrznego jest zgodne z prawami dynamiki Newtona. Rozpraszanie prowadzi do gwałtownej zmiany kierunku ruchu i wielkości prędkości, ale po rozproszeniu przyspieszony ruch cząstki pod wpływem pola wznawia się.

Efektem wypadkowym zderzeń jest to, że cząstki nie przyspieszają, ale cząstki szybko osiągają stałą prędkość ruchu. Jest to równoznaczne z wprowadzeniem składowej opóźniającej do równania ruchu cząstki charakteryzującej się stałą czasową T. W tym czasie cząstka traci pęd mv określona przez średnią prędkość v. Dla cząstki, która ma stałe przyspieszenie między zderzeniami, ta stała czasowa jest równa czasowi między dwoma kolejnymi zderzeniami. Rozważmy bardziej szczegółowo mechanizmy obecnego transportu nośników w półprzewodnikach.

dryfowaćobecny(Prąd dryfu)

Ruch dryfu nośników w półprzewodniku pod działaniem pola elektrycznego można zilustrować na rysunku XXX. Pole informuje przewoźników o prędkości v.

Figa. Ruch przewoźników pod działaniem pola .

Jeśli założymy, że wszystkie nośniki w półprzewodniku poruszają się z tą samą prędkością v, prąd można wyrazić jako stosunek całkowitego ładunku przekazanego między elektrodami do czasu T r przekazywanie tego ładunku z jednej elektrody na drugą lub:

gdzie L – odległość między elektrodami.

Gęstość prądu można teraz wyrazić w postaci koncentracji nośników prądu n w półprzewodniku:

gdzie ALE to pole przekroju półprzewodnika.

Mobilność

Charakter ruchu nośników prądu w półprzewodniku przy braku pola i pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego pokazano na rysunku XXX. Jak już wspomniano, prędkość termiczna elektronów jest rzędu 107 cm/s i jest znacznie wyższa niż prędkość dryfu elektronów.

Figa. Przypadkowy charakter ruchu nośników prądu w półprzewodniku przy braku i obecności pola zewnętrznego.

Rozważ ruch nośników tylko pod działaniem pola elektrycznego. Zgodnie z prawem Newtona:

gdzie siła obejmuje dwie składowe - siłę elektrostatyczną i minus siłę powodującą utratę pędu podczas rozpraszania, podzieloną przez czas między zderzeniami:

Zrównanie tych wyrażeń i użycie wyrażenia dla Średnia prędkość, otrzymujemy:

Rozważmy tylko przypadek stacjonarny, kiedy cząstka już przyspieszyła i osiągnęła swoją średnią stałą prędkość. W tym przybliżeniu prędkość jest proporcjonalna do natężenia pola elektrycznego. Współczynnik proporcjonalności między ostatnimi wartościami określa się jako ruchliwość:

Ruchliwość jest odwrotnie proporcjonalna do masy nośnika i wprost proporcjonalna do średniej drogi swobodnej.

Gęstość prądu dryfu można zapisać w funkcji ruchliwości:

Jak już wspomniano, w półprzewodnikach masa nośników nie jest równa masie elektronu w próżni, m a formuła na mobilność powinna wykorzystywać masę efektywną, m * :

Dyfuzja nośników prądu w półprzewodnikach.

Prąd dyfuzyjny

Jeśli zewnętrzny pole elektryczne jest nieobecny w półprzewodniku, wtedy następuje losowy ruch nośników prądu - elektronów i dziur pod działaniem energii cieplnej. Ten przypadkowy ruch nie prowadzi do kierunkowego ruchu nośników i powstawania prądu. Zawsze zamiast przewoźnika, który wyjechał z jakiegoś miejsca, na jego miejsce przyjdzie inny. W ten sposób utrzymywana jest jednolita gęstość nośnika w całej objętości półprzewodnika.

Ale sytuacja zmienia się, jeśli nośniki są rozmieszczone nierównomiernie w objętości, tj. występuje gradient stężenia. W tym przypadku pod wpływem gradientu stężeń następuje ukierunkowany ruch nośników - dyfuzja z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Kierunkowy ruch naładowanych nośników pod wpływem dyfuzji wytwarza prąd dyfuzyjny. Rozważmy ten efekt bardziej szczegółowo.

Otrzymujemy zależność na prąd dyfuzyjny. Wyjdziemy z tego, że kierunkowy ruch nośników pod działaniem gradientu stężenia następuje w wyniku ruchu termicznego (w temperaturze
według Kelvina na każdy stopień swobody cząstki przypada energia
), tj. dyfuzja nie występuje w temperaturze zerowej (dryf nośny jest również możliwy w 0K).

Pomimo faktu, że losowy charakter ruchu nośników pod wpływem ciepła wymaga podejścia statystycznego, wyprowadzenie wzoru na prąd dyfuzyjny będzie oparte na wykorzystaniu średnich wartości charakteryzujących procesy. Wynik jest taki sam.

Wprowadźmy wartości średnie - średnią prędkość cieplną v ten, średni czas między zderzeniami,  , I Średnia długość wolny bieg, ja. Średnia prędkość termiczna może być skierowana zarówno w kierunku dodatnim, jak i ujemnym. Te wielkości są połączone relacją

Rozważ sytuację z niejednorodnym rozkładem elektronów n(x) (patrz rysunek XXX).

Figa. jeden Profil gęstości nośnika używany do uzyskania aktualnego wyrażenia dyfuzji

Rozważ przepływ elektronów przez płaszczyznę o współrzędnej x = 0. Przewoźnicy przylatują na ten samolot od lewej strony współrzędnej x = - ja, i na prawo od strony współrzędnej x = ja. Przepływ elektronów od lewej do prawej to

gdzie współczynnik ½ oznacza, że ​​połowa elektronów znajduje się w płaszczyźnie o współrzędnej x = - ja przesuwa się w lewo, a druga połowa przesuwa się w prawo. Podobnie przepływ elektronów przez x = 0 nadchodzi z prawej strony x = + ja będzie równa:

Całkowity przepływ elektronów przechodzących przez płaszczyznę x = 0 od lewej do prawej będzie:

Zakładając, że średnia droga swobodna elektronów jest wystarczająco mała, możemy zapisać różnicę stężeń elektronów po prawej i lewej stronie współrzędnej x = 0 poprzez stosunek różnicy stężeń do odległości między płaszczyznami, tj. przez pochodną:

Gęstość prądu elektronowego będzie równa:

Zwykle iloczyn prędkości termicznej i średniej drogi swobodnej jest zastępowany jednym czynnikiem, zwanym współczynnikiem dyfuzji elektronów, D n .

Podobne zależności można również zapisać dla prądu dyfuzji dziur:

Należy tylko pamiętać, że ładunek dziur jest dodatni.

Istnieje związek między współczynnikiem dyfuzji a ruchliwością. Chociaż na pierwszy rzut oka może się wydawać, że te współczynniki nie powinny być ze sobą powiązane, ponieważ dyfuzja nośników wynika z ruchu termicznego, a dryf nośników jest spowodowany zewnętrznym polem elektrycznym. Jednak jeden z głównych parametrów, czas między zderzeniami, nie powinien zależeć od przyczyny, która spowodowała ruch nośników.

Używamy definicji prędkości termicznej jako,

oraz wnioski z termodynamiki, że dla każdego stopnia swobody ruchu elektronów istnieje energia cieplna kT/2, równa kinetyce:

Z tych zależności można otrzymać iloczyn prędkości termicznej i średniej drogi swobodnej, wyrażony jako ruchliwość nośnika:

Ale już zdefiniowaliśmy iloczyn prędkości termicznej i średniej swobodnej drogi jako współczynnik dyfuzji. Wtedy ostatnią zależność dla elektronów i dziur można zapisać w postaci:

Relacje te nazywane są relacjami Einsteina.

Całkowity prąd

Całkowity prąd płynący przez półprzewodnik jest sumą prądu dryfu i dyfuzji. Dla gęstości prądu elektronowego możemy napisać:

i podobnie dla otworów:

Całkowita gęstość prądu płynącego przez półprzewodnik jest równa sumie prądu elektronowego i dziurowego:

Całkowity prąd płynący przez półprzewodnik jest równy iloczynowi gęstości prądu i powierzchni półprzewodnika:

Prąd można również zapisać w postaci:

Warunek równowagi dla niejednorodnie domieszkowanego półprzewodnika

(stan braku prądu przez półprzewodnik)

Półprzewodniki zajmują pozycję pośrednią w przewodności elektrycznej (lub rezystywności) między przewodnikami a dielektrykami. Jednak ten podział wszystkich substancji według ich właściwości przewodnictwa elektrycznego jest warunkowy, ponieważ pod wpływem wielu przyczyn (zanieczyszczenia, napromieniowanie, ogrzewanie) przewodnictwo elektryczne i oporność wielu substancji zmieniają się bardzo znacząco, zwłaszcza w przypadku półprzewodników.

Pod tym względem półprzewodniki różnią się od metali szeregiem cech:

1. Rezystywność półprzewodników w normalnych warunkach jest znacznie większa niż metali;

2. oporność właściwa czystych półprzewodników maleje wraz ze wzrostem temperatury (w przypadku metali wzrasta);

3. gdy półprzewodniki są oświetlone, ich rezystancja znacznie spada (światło prawie nie ma wpływu na rezystancję metali):

4. Niewielka ilość zanieczyszczeń ma silny wpływ na rezystancję półprzewodników.

Półprzewodniki zawierają 12 pierwiastków chemicznych w środkowej części układu okresowego (ryc. 1) - B, C, Si, P, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Te, I, związki pierwiastków trzeciej grupy z pierwiastkami piątej grupy, wieloma tlenkami i siarczkami metali, wieloma innymi związki chemiczne, niektóre substancje organiczne. German Ge i krzem Si mają największe zastosowanie w nauce i technologii.

Półprzewodniki mogą być czyste lub domieszkowane. W związku z tym rozróżnia się przewodnictwo własne i domieszki półprzewodników. Z kolei zanieczyszczenia dzielą się na dawcę i akceptora.

Własna przewodność elektryczna

Aby zrozumieć mechanizm przewodnictwa elektrycznego w półprzewodnikach, rozważmy strukturę kryształów półprzewodnikowych i naturę wiązań, które utrzymują atomy kryształów blisko siebie. Kryształy germanu i innych półprzewodników mają atomową sieć krystaliczną (ryc. 2).

Płaski schemat budowy germanu pokazano na rysunku 3.

German jest pierwiastkiem czterowartościowym, w zewnętrznej powłoce atomu znajdują się cztery elektrony, które są słabiej połączone z jądrem niż reszta. Liczba najbliższych sąsiadów każdego atomu germanu również wynosi 4. Cztery elektrony walencyjne każdego atomu germanu są połączone z tymi samymi elektronami sąsiednich atomów elektronami par chemicznych ( kowalencyjny) połączenia. W tworzeniu tego wiązania uczestniczy jeden elektron walencyjny z każdego atomu, który odrywa się od atomów (kolektywizowanych przez kryształ) i podczas ich ruchu większość czasu spędzają w przestrzeni pomiędzy sąsiednimi atomami. Ich ujemny ładunek utrzymuje dodatnie jony germanu blisko siebie. Ten rodzaj połączenia można warunkowo przedstawić za pomocą dwóch linii łączących jądra (patrz rys. 3).

Ale wędrowna para elektronów należy do więcej niż tylko dwóch atomów. Każdy atom tworzy cztery wiązania ze swoimi sąsiadami, a dany elektron walencyjny może poruszać się wzdłuż każdego z nich (rys. 4). Po dotarciu do sąsiedniego atomu może przejść do następnego, a następnie dalej wzdłuż całego kryształu. Kolektywizowane elektrony walencyjne należą do całego kryształu.

Wiązania kowalencyjne germanu są dość silne i nie pękają w niskich temperaturach. Dlatego german nie przewodzi prądu w niskich temperaturach. Elektrony walencyjne uczestniczące w wiązaniu atomów są mocno związane z siecią krystaliczną, a zewnętrzne pole elektryczne nie ma zauważalnego wpływu na ich ruch. Podobną strukturę ma kryształ krzemu.

Przewodność elektryczna chemicznie czystego półprzewodnika jest możliwa, gdy wiązania kowalencyjne w kryształach zostają zerwane i pojawiają się wolne elektrony.

Dodatkowa energia, którą należy wydać na zerwanie wiązania kowalencyjnego i uwolnienie elektronu, nazywa się energia aktywacji.

Elektrony mogą pozyskać tę energię, ogrzewając kryształ, napromieniowując go wysoką częstotliwością fale elektromagnetyczne itp.

Gdy tylko elektron, po uzyskaniu niezbędnej energii, opuści zlokalizowane wiązanie, powstaje na nim wakat. Tę wakat można łatwo wypełnić elektronem z sąsiedniego wiązania, na którym w związku z tym powstaje również wakat. Tak więc, ze względu na ruch elektronów wiążących, wakaty przemieszczają się w krysztale. Ta wakat zachowuje się dokładnie tak samo, jak swobodny elektron – porusza się swobodnie w masie półprzewodnika. Co więcej, biorąc pod uwagę, że zarówno półprzewodnik jako całość, jak i każdy z jego atomów są elektrycznie obojętne z nieprzerwanymi wiązaniami kowalencyjnymi, możemy powiedzieć, że opuszczanie wiązania przez elektron i tworzenie wakatu jest w rzeczywistości równoważne pojawieniu się nadmiernego ładunku dodatniego na ta więź. W związku z tym powstały wakat można formalnie uznać za dodatni nośnik ładunku, który nazywa się otwór(rys. 5).

W ten sposób odejście elektronu od zlokalizowanego wiązania generuje parę wolnych nośników ładunku - elektron i dziurę. Ich stężenie w czystym półprzewodniku jest takie samo. Na temperatura pokojowa stężenie wolnych nośników w czystych półprzewodnikach jest niskie, około 10 9 ÷ 10 10 razy mniejsze niż stężenie atomów, ale gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

• Porównaj z metalami: tam stężenie wolnych elektronów jest w przybliżeniu równe stężeniu atomów.

W przypadku braku zewnętrznego pola elektrycznego te wolne elektrony i dziury poruszają się losowo w krysztale półprzewodnikowym.

W zewnętrznym polu elektrycznym elektrony poruszają się w kierunku przeciwnym do kierunku natężenia pola elektrycznego. Otwory dodatnie poruszają się w kierunku natężenia pola elektrycznego (rys. 6). Proces ruchu elektronów i dziur w polu zewnętrznym zachodzi w całej objętości półprzewodnika.

Całkowite przewodnictwo elektryczne półprzewodnika jest sumą przewodnictwa dziury i elektronu. W tym przypadku w czystych półprzewodnikach liczba elektronów przewodzących jest zawsze równa liczbie dziur. Dlatego mówi się, że czyste półprzewodniki mają przewodność elektron-dziura, lub własna przewodność.

Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta liczba przerw w wiązaniach kowalencyjnych oraz liczba wolnych elektronów i dziur w kryształach czystych półprzewodników, a w konsekwencji wzrasta przewodność elektryczna i maleje rezystywność czystych półprzewodników. Wykres zależności rezystywności czystego półprzewodnika od temperatury przedstawiono na ryc. 7.

Oprócz nagrzewania, zerwanie wiązań kowalencyjnych i w rezultacie pojawienie się samoistnego przewodnictwa półprzewodników i spadek rezystywności może być spowodowane oświetleniem (fotoprzewodnictwo półprzewodnika), a także działaniem silnych pól elektrycznych .

Przewodnictwo domieszkowe półprzewodników

Przewodność półprzewodników wzrasta wraz z wprowadzeniem zanieczyszczeń, gdy wraz z przewodnością samoistną powstaje dodatkowa przewodność domieszki.

przewodność zanieczyszczeń półprzewodniki nazywane są przewodnictwem, ze względu na obecność zanieczyszczeń w półprzewodniku.

Ośrodki nieczystości mogą być:

1. atomy lub jony pierwiastków chemicznych osadzone w sieci półprzewodnikowej;

2. nadmiar atomów lub jonów osadzonych w szczelinach sieci;

3. różne inne defekty i zniekształcenia w sieci krystalicznej: puste węzły, pęknięcia, przesunięcia zachodzące podczas deformacji kryształów itp.

Zmieniając stężenie zanieczyszczeń, można znacznie zwiększyć liczbę nośników ładunku takiego lub innego znaku i stworzyć półprzewodniki z dominującą koncentracją nośników naładowanych ujemnie lub dodatnio.

Zanieczyszczenia można podzielić na dawcę (dawcę) i akceptanta (otrzymywanie).

Nieczystość dawcy

• Od łacińskiego „donare” - dawać, darować.

Rozważmy mechanizm przewodnictwa elektrycznego półprzewodnika z pięciowartościowym zanieczyszczeniem arsenu As, który jest wprowadzany do kryształu, na przykład krzemu. Pięciowartościowy atom arsenu oddaje cztery elektrony walencyjne, tworząc wiązania kowalencyjne, a piąty elektron jest w tych wiązaniach niezajęty (ryc. 8).

Energia oderwania (energia jonizacji) piątego elektronu walencyjnego arsenu w krzemie wynosi 0,05 eV = 0,08⋅10 -19 J, czyli 20 razy mniej niż energia oderwania elektronu od atomu krzemu. Dlatego już w temperaturze pokojowej prawie wszystkie atomy arsenu tracą jeden ze swoich elektronów i stają się jonami dodatnimi. Dodatnie jony arsenu nie mogą wychwytywać elektronów sąsiednich atomów, ponieważ wszystkie cztery ich wiązania są już wyposażone w elektrony. W tym przypadku ruch wakancji elektronu - „dziura” nie występuje, a przewodność dziury jest bardzo niska, tj. praktycznie nieobecny.

Zanieczyszczenia dawcy- są to zanieczyszczenia, które łatwo oddają elektrony, a w konsekwencji zwiększają liczbę wolnych elektronów. W obecności pola elektrycznego swobodne elektrony wchodzą w uporządkowany ruch w krysztale półprzewodnikowym i powstaje w nim przewodnictwo domieszki elektronowej. W rezultacie otrzymujemy półprzewodnik o przewodnictwie głównie elektronicznym, zwany półprzewodnikiem typu n. (z łac. negativus - negatywna).

Ponieważ liczba elektronów w półprzewodniku typu n jest istotna więcej numeru dziury, elektrony są głównymi nośnikami ładunku, a dziury są pomniejszymi.

Nieczystość akceptora

• Od łacińskiego „akceptora” - odbiornika.

W przypadku zanieczyszczenia akceptorowego, na przykład trójwartościowego indu In, atom zanieczyszczenia może oddać swoje trzy elektrony do wiązania kowalencyjnego tylko z trzema sąsiednimi atomami krzemu, a jednego elektronu „brakuje” (rys. 9). Jeden z elektronów sąsiednich atomów krzemu może wypełnić to wiązanie, wtedy atom In stanie się nieruchomym jonem ujemnym, a w miejscu elektronu, który opuścił jeden z atomów krzemu, utworzy się dziura. Zanieczyszczenia akceptorowe, wychwytujące elektrony i tworzące w ten sposób ruchome dziury, nie zwiększają liczby elektronów przewodzących. Głównymi nośnikami ładunku w półprzewodniku z domieszką akceptorową są dziury, a nośnikami mniejszościowymi są elektrony.

Zanieczyszczenia akceptora są zanieczyszczeniami, które zapewniają przewodnictwo w otworach.

Półprzewodniki, w których koncentracja dziur przekracza koncentrację elektronów przewodzących, nazywamy półprzewodnikami typu p (z łac. positivus - dodatni.).

Należy zauważyć, że wprowadzenie zanieczyszczeń do półprzewodników, jak w każdym metalu, zaburza strukturę sieci krystalicznej i utrudnia ruch elektronów. Jednak rezystancja nie wzrasta ze względu na fakt, że zwiększenie stężenia nośników ładunku znacznie zmniejsza rezystancję. Tak więc wprowadzenie domieszki boru w ilości 1 atom na sto tysięcy atomów krzemu zmniejsza specyficzny opór elektryczny krzem około tysiąca razy, a domieszka jednego atomu indu na 108 - 109 atomów germanu zmniejsza oporność elektryczną germanu miliony razy.

Jeżeli do półprzewodnika wprowadza się jednocześnie zanieczyszczenia donorowe i akceptorowe, to o charakterze przewodnictwa półprzewodnika (typu n lub p) decyduje zanieczyszczenie o wyższym stężeniu nośników ładunku.

Przejście elektron-dziura

Przejście elektron-dziura (w skrócie p-n-złącze) zachodzi w krysztale półprzewodnikowym, który jednocześnie ma obszary o przewodności typu n (zawiera domieszki donorowe) i p (z domieszkami akceptorowymi) na granicy między tymi obszarami.

Załóżmy, że mamy kryształ, w którym po lewej stronie znajduje się obszar półprzewodnikowy z dziurą (typu p), a po prawej - z przewodnictwem elektronicznym (typu n) (ryc. 10). Ze względu na ruch termiczny podczas tworzenia kontaktu, elektrony z półprzewodnika typu n będą dyfundować do obszaru typu p. W takim przypadku nieskompensowany dodatni jon donorowy pozostanie w regionie typu n. Po przejściu w obszar o przewodności dziurowej elektron bardzo szybko rekombinuje z dziurą, aw obszarze typu p powstaje nieskompensowany jon akceptorowy.

Podobnie jak elektrony, dziury z obszaru typu p dyfundują do obszaru elektronicznego, pozostawiając nieskompensowany ujemnie naładowany jon akceptorowy w obszarze dziury. Po przejściu do obszaru elektronowego dziura rekombinuje z elektronem. W rezultacie w obszarze elektronowym powstaje nieskompensowany dodatni jon donorowy.

W wyniku dyfuzji na granicy tych obszarów powstaje podwójna warstwa elektryczna przeciwnie naładowanych jonów o grubości ja który nie przekracza ułamków mikrometra.

Pomiędzy warstwami jonów o sile powstaje pole elektryczne E i. Pole elektryczne złącza elektron-dziura (złącze p-n) zapobiega dalszemu przechodzeniu elektronów i dziur przez granicę między dwoma półprzewodnikami. Warstwa blokująca ma zwiększoną odporność w porównaniu z resztą półprzewodników.

Zewnętrzne pole elektryczne o natężeniu mi wpływa na rezystancję blokującego pola elektrycznego. Jeśli n-półprzewodnik jest połączony z ujemnym biegunem źródła, a plus źródła jest połączony z p-półprzewodnikiem, to pod działaniem pola elektrycznego elektrony w n-półprzewodniku i dziury w p-semiconductor przesunie się do siebie do interfejsu półprzewodnikowego (ryc. 11). Elektrony przekraczające granicę „wypełniają” dziury. Z takimi kierunek do przodu zewnętrznego pola elektrycznego, grubość warstwy barierowej i jej rezystancja stale się zmniejszają. W tym kierunku przez złącze p-n przepływa prąd elektryczny.

Rozważany kierunek połączenia p-n nazywa się bezpośredni. Zależność prądu od napięcia, tj. charakterystyka woltamperowa bezpośrednie przejście, pokazane na ryc. 12 jako linia ciągła.

Jeśli n-półprzewodnik jest połączony z dodatnim biegunem źródła, a p-półprzewodnik z ujemnym, to pod wpływem pola elektrycznego poruszają się elektrony w n-półprzewodniku i dziury w p-półprzewodniku od interfejsu w przeciwnych kierunkach (rys. 13). Prowadzi to do pogrubienia warstwy barierowej i wzrostu jej odporności. Nazywa się kierunek zewnętrznego pola elektrycznego, które rozszerza warstwę barierową zamykający (odwracać). Przy tym kierunku pola zewnętrznego prąd elektryczny głównych nośników ładunku nie przechodzi przez styk dwóch półprzewodników p i p.

Prąd płynący przez złącze p-n jest teraz powodowany przez elektrony znajdujące się w półprzewodniku typu p i dziury w półprzewodniku typu n. Ale jest bardzo mało nośników ładunku mniejszościowego, więc przewodnictwo przejścia okazuje się nieistotne, a jego rezystancja jest duża. Rozważany kierunek połączenia p-n nazywa się odwracać, jego charakterystykę prądowo-napięciową pokazano na ryc. 12 linii przerywanej.

Należy pamiętać, że aktualna skala pomiaru dla przejść do przodu i do tyłu różni się tysiąc razy.

Zauważ, że przy określonym napięciu przyłożonym w przeciwnym kierunku występuje awaria(tj. zniszczenie) złącza p-n.

Półprzewodniki

Termistory

Opór elektryczny półprzewodników w dużym stopniu zależy od temperatury. Ta właściwość służy do pomiaru temperatury na podstawie natężenia prądu w obwodzie z półprzewodnikiem. Takie urządzenia nazywają się termistory lub termistory. Substancja półprzewodnikowa jest umieszczona w metalu ochronny pokrowiec, w którym znajdują się izolowane przewody do włączenia termistora w obwód elektryczny.

Zmiana rezystancji termistorów po podgrzaniu lub ochłodzeniu pozwala na ich stosowanie w przyrządach do pomiaru temperatury w celu utrzymania stałej temperatury w urządzenia automatyczne- w zamkniętych komorach-termostatach, aby zapewnić alarm przeciwpożarowy itp. Termistory istnieją do pomiaru zarówno bardzo wysokich ( T≈ 1300 K) i bardzo niskie ( T≈ 4 - 80 K) temperatury.

Schematyczne przedstawienie (rys. a) i zdjęcie (rys. b) termistora pokazano na rysunku 14.

Ryż. czternaście

Fotorezystory

Przewodność elektryczna półprzewodników wzrasta nie tylko po podgrzaniu, ale także po oświetleniu. Przewodność elektryczna wzrasta w wyniku zrywania wiązań i powstawania wolnych elektronów i dziur w wyniku energii światła padającego na półprzewodnik.

Nazywa się urządzenia uwzględniające zależność przewodności elektrycznej półprzewodników od oświetlenia fotorezystory.

Materiałami do produkcji fotorezystorów są związki takie jak CdS, CdSe, PbS i szereg innych.

Niewielkie rozmiary i wysoka czułość fotorezystorów umożliwiają wykorzystanie ich do rejestracji i pomiaru słabych strumieni świetlnych. Za pomocą fotorezystorów określa się jakość powierzchni, kontroluje się wymiary produktów itp.

Schematyczne przedstawienie (rys. a) i zdjęcie (rys. b) fotorezystora pokazano na rysunku 15.

Ryż. 15

dioda półprzewodnikowa

Zdolność złącza p-n do przepuszczania prądu w jednym kierunku jest wykorzystywana w urządzeniach półprzewodnikowych zwanych diody.

Diody półprzewodnikowe wykonane są z germanu, krzemu, selenu i innych substancji.

Aby zapobiec Szkodliwe efekty powietrze i światło, kryształ germanu umieszczony jest w hermetycznym metalowy korpus. Diody półprzewodnikowe to główne elementy prostowników prąd przemienny(dokładniej służą do przekształcania prądu przemiennego w pulsujący prąd stały).

Schematyczne przedstawienie (rys. a) i zdjęcie (rys. b) diody półprzewodnikowej pokazano na rysunku 16.

Ryż. 16

diody LED

Dioda LED lub dioda LED- urządzenie półprzewodnikowe ze złączem p-n, które wytwarza promieniowanie optyczne, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny.

Emitowane światło leży w wąskim zakresie widma, jego charakterystyka spektralna zależy m.in. od skład chemiczny zastosowane w nim półprzewodniki.

Literatura

1. Aksenovich L. A. Fizyka w Liceum: Teoria. Zadania. Testy: proc. dodatek dla instytucji świadczących usługi ogólne. środowiska, edukacja / L.A. Aksenovich, N.N. Rakina, K.S. Farino; Wyd. K.S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 300-308.
2. Burov LI, Strelchenya V.M. Fizyka od A do Z: dla studentów, kandydatów, korepetytorów. - Mińsk: Paradoks, 2000. - S. 219-228.
3. Myakishev G. Ya Fizyka: Elektrodynamika. 10 - 11 komórek: podręcznik do dogłębnego studiowania fizyki / G.Ya. Myakishev, A.Z. Siniakow, BA Słobodskow. - M.: Drop, 2005. - S. 309-320.
4. Yavorsky BM, Seleznev Yu A. Przewodnik po fizyce dla osób rozpoczynających naukę na uniwersytetach i samokształceniu. - M.: Nauka, 1984. - S. 165-169.

Półprzewodniki zajmują pośrednie miejsce w przewodności elektrycznej między przewodnikami i nieprzewodnikami prądu elektrycznego. Grupa półprzewodników obejmuje znacznie więcej substancji niż razem wzięte grupy przewodników i nieprzewodników. Najbardziej charakterystyczni przedstawiciele półprzewodników, które znaleźli praktyczne użycie w technologii są german, krzem, selen, tellur, arsen, tlenek miedzi oraz ogromna ilość stopów i związków chemicznych. Prawie wszystko substancje nieorganiczneświat wokół nas to półprzewodniki. Najpopularniejszym półprzewodnikiem w przyrodzie jest krzem, który stanowi około 30% skorupy ziemskiej.

Jakościowa różnica między półprzewodnikami a metalami przejawia się przede wszystkim w zależności rezystywności od temperatury. Wraz ze spadkiem temperatury zmniejsza się odporność metali. W półprzewodnikach wręcz przeciwnie, gdy temperatura spada, rezystancja wzrasta i w pobliżu zera absolutnego stają się praktycznie izolatorami.

W półprzewodnikach koncentracja nośników ładunków swobodnych wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Mechanizm przepływu prądu elektrycznego w półprzewodnikach nie może być wyjaśniony w modelu gazu swobodnych elektronów.

Atomy germanu mają w swojej zewnętrznej powłoce cztery luźno związane elektrony. Nazywane są elektronami walencyjnymi. W sieci krystalicznej każdy atom otoczony jest czterema najbliższymi sąsiadami. Wiązanie między atomami w krysztale germanu jest kowalencyjne, to znaczy jest realizowane przez pary elektronów walencyjnych. Każdy elektron walencyjny należy do dwóch atomów. Elektrony walencyjne w krysztale germanu są znacznie silniej związane z atomami niż w metalach; dlatego koncentracja elektronów przewodzących w temperaturze pokojowej w półprzewodnikach jest o wiele rzędów wielkości niższa niż w metalach. W pobliżu temperatury zera absolutnego w krysztale germanu wszystkie elektrony biorą udział w tworzeniu wiązań. Taki kryształ nie przewodzi prądu.

Wraz ze wzrostem temperatury niektóre elektrony walencyjne mogą uzyskać wystarczającą ilość energii do zerwania wiązań kowalencyjnych. Wtedy w krysztale pojawią się swobodne elektrony (elektrony przewodzące). Jednocześnie w miejscach zerwania wiązań powstają wolne miejsca, które nie są zajęte przez elektrony. Te wakaty nazywane są „dziurami”.

W danej temperaturze półprzewodnika w jednostce czasu powstaje pewna liczba par elektron-dziura. W tym samym czasie zachodzi proces odwrotny - kiedy swobodny elektron napotyka dziurę, wiązanie elektronowe między atomami germanu zostaje przywrócone. Ten proces nazywa się rekombinacją. Pary elektron-dziura mogą być również wytwarzane, gdy półprzewodnik jest oświetlony energią promieniowania elektromagnetycznego.

Jeśli półprzewodnik zostanie umieszczony w polu elektrycznym, to w uporządkowanym ruchu biorą udział nie tylko swobodne elektrony, ale także dziury, które zachowują się jak cząstki naładowane dodatnio. Dlatego prąd I w półprzewodniku jest sumą prądów elektronicznych I n i dziury I p: ja = ja n + ja p.

Stężenie elektronów przewodzących w półprzewodniku jest równe koncentracji dziur: n n = n p . Mechanizm przewodnictwa elektronowo-dziurowego przejawia się tylko w czystych (tj. bez zanieczyszczeń) półprzewodnikach. Nazywa się to samoistną przewodnością elektryczną półprzewodników.

W obecności zanieczyszczeń przewodność elektryczna półprzewodników znacznie się zmienia. Na przykład dodawanie zanieczyszczeń fosfor w kryształ krzem w ilości 0,001 procenta atomowego zmniejsza rezystywność o więcej niż pięć rzędów wielkości.

Półprzewodnik, w którym wprowadza się zanieczyszczenie (tj. Część atomów jednego typu jest zastępowana atomami innego typu) nazywa się domieszkowany lub domieszkowany.

Istnieją dwa rodzaje przewodzenia zanieczyszczeń, przewodnictwo elektronowe i dziurowe.

Tak więc podczas dopingu czterowartościowego german (Ge) lub krzem (Si) pięciowartościowy - fosfor (P), antymon (Sb), arsen (As) dodatkowy wolny elektron pojawia się w miejscu atomu domieszki. W tym przypadku zanieczyszczenie nazywa się dawca .

Podczas domieszkowania czterowartościowego germanu (Ge) lub krzemu (Si) trójwartościowego - glin (Al), ind (Jn), bor (B), gal (Ga) - jest otwór liniowy. Takie zanieczyszczenia nazywają się akceptor .

W tej samej próbce materiału półprzewodnikowego jedna sekcja może mieć przewodność p, a druga n. Takie urządzenie nazywa się diodą półprzewodnikową.

Przedrostek „di” w słowie „dioda” oznacza „dwa”, oznacza to, że urządzenie ma dwa główne „szczegóły”, dwa kryształy półprzewodnikowe ściśle przylegające do siebie: jeden o przewodności p (jest to strefa R), druga - z n - przewodnością (to jest strefa) P). W rzeczywistości dioda półprzewodnikowa to jeden kryształ, w którego jednej części wprowadza się zanieczyszczenie dawcy (strefa P), w inny - akceptor (strefa R).

Jeśli stałe napięcie jest przyłożone z akumulatora do diody „plus” do strefy r i "minus" do strefy P, wtedy wolne ładunki - elektrony i dziury - pędzą do granicy, pędzą do złącza pn. Tutaj zneutralizują się nawzajem, do granicy zbliżą się nowe ładunki i Waszyngton. Jest to tak zwane bezpośrednie połączenie diody - ładunki poruszają się przez nią intensywnie, w obwodzie płynie stosunkowo duży prąd przewodzenia.

Teraz zmienimy polaryzację napięcia na diodzie, przeprowadzimy, jak mówią, jej odwrotne włączenie - połączymy „plus” baterii ze strefą P,"minus" - do strefy R. Swobodne ładunki zostaną odciągnięte od granicy, elektrony trafią na „plus”, dziury na „minus” iw rezultacie złącze pn – zamieni się w strefę bez wolnych ładunków, w czysty izolator. Oznacza to, że obwód pęknie, prąd w nim się zatrzyma.

Niewielki prąd wsteczny przez diodę nadal będzie płynąć. Ponieważ oprócz głównych darmowych ładunków (nośników ładunku) - elektronów, w strefie P, oraz dziury w strefie p - w każdej ze stref występuje również znikoma ilość ładunków o przeciwnym znaku. Są to ich własne mniejszościowe nośniki ładunku, występują w każdym półprzewodniku, pojawiają się w nim na skutek ruchów termicznych atomów i to one wytwarzają prąd wsteczny przez diodę. Tych ładunków jest stosunkowo niewiele, a prąd wsteczny jest wielokrotnie mniejszy niż prąd stały. Wielkość prądu wstecznego jest silnie zależna od: temperatury środowisko, materiał półprzewodnikowy i powierzchnia pn przemiana. Wraz ze wzrostem obszaru przejścia zwiększa się jego objętość, a co za tym idzie liczba nośników mniejszościowych pojawiających się w wyniku wytwarzania ciepła i wzrostu prądu cieplnego. Często CVC, dla jasności, przedstawiane jest w formie wykresów.

Wiele półprzewodników jest pierwiastki chemiczne(german, krzem, selen, tellur, arsen itp.), ogromna ilość stopów i związków chemicznych. Prawie wszystkie nieorganiczne substancje otaczającego nas świata to półprzewodniki. Najpopularniejszym półprzewodnikiem w przyrodzie jest krzem, który stanowi około 30% skorupy ziemskiej.

Jakościowa różnica między półprzewodnikami a metalami przejawia się w: zależność rezystywności od temperatury(rys.9.3)

Model pasmowy przewodności elektronowo-dziurowej półprzewodników

W edukacji ciała stałe możliwa jest sytuacja, gdy pasmo energii powstałe z poziomów energetycznych elektronów walencyjnych atomów początkowych okaże się całkowicie wypełnione elektronami, a najbliższe dostępne do wypełnienia elektronami poziomy energii oddzielony od pasmo walencyjne E V przedział nierozwiązanych stanów energetycznych - tzw zakazana strefa Np.Powyżej przerwy energetycznej znajduje się strefa stanów energetycznych dozwolonych dla elektronów - pasmo przewodnictwa Ec.

Pasmo przewodnictwa przy 0 K jest całkowicie wolne, podczas gdy pasmo walencyjne jest całkowicie zajęte. Podobne struktury pasmowe są charakterystyczne dla krzemu, germanu, arsenku galu (GaAs), fosforku indu (InP) i wielu innych półprzewodnikowych ciał stałych.

Wraz ze wzrostem temperatury półprzewodników i dielektryków elektrony są w stanie odbierać dodatkową energię związaną z ruchem termicznym. kT. Dla niektórych elektronów energia ruchu termicznego jest wystarczająca do przejścia od pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, gdzie elektrony pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego mogą poruszać się niemal swobodnie.

W tym przypadku, w obwodzie z materiałem półprzewodnikowym wraz ze wzrostem temperatury półprzewodnika wzrasta prąd elektryczny. Prąd ten jest związany nie tylko z ruchem elektronów w paśmie przewodnictwa, ale także z pojawieniem się luki w elektronach, które weszły w pasmo przewodnictwa w paśmie walencyjnym tzw dziury . Wolne miejsce może zająć elektron walencyjny z sąsiedniej pary, wtedy dziura przesunie się w nowe miejsce w krysztale.

Jeśli półprzewodnik zostanie umieszczony w polu elektrycznym, to w uporządkowanym ruchu biorą udział nie tylko swobodne elektrony, ale także dziury, które zachowują się jak cząstki naładowane dodatnio. Dlatego obecny i w półprzewodniku składa się z elektroniki W i dziura Ip prądy: i= W+ Ip.

Mechanizm przewodnictwa elektronowo-dziurowego przejawia się tylko w czystych (tj. bez zanieczyszczeń) półprzewodnikach. Nazywa się to własna przewodność elektryczna półprzewodniki. Elektrony są wrzucane do pasma przewodnictwa z Poziom Fermiego, który okazuje się znajdować we własnym półprzewodniku w środku zakazanej strefy(rys. 9.4).

Możliwa jest znaczna zmiana przewodnictwa półprzewodników poprzez wprowadzenie do nich bardzo małych ilości zanieczyszczeń. W metalach zanieczyszczenie zawsze zmniejsza przewodność. Tak więc dodanie 3% atomów fosforu do czystego krzemu zwiększa przewodność elektryczną kryształu 105 razy.

Niewielki dodatek domieszki do półprzewodnika zwany dopingiem.

Warunek konieczny Gwałtowny spadek rezystywności półprzewodnika wraz z wprowadzeniem zanieczyszczeń jest różnicą wartościowości atomów zanieczyszczeń od wartościowości głównych atomów kryształu. Nazywa się przewodnictwo półprzewodników w obecności zanieczyszczeń przewodność zanieczyszczeń .

Wyróżnić dwa rodzaje przewodzenia zanieczyszczeń – elektroniczny I otwór przewodność. Przewodność elektronowa występuje, gdy pięciowartościowe atomy (na przykład arsen, As) są wprowadzane do kryształu germanu z czterowartościowymi atomami (ryc. 9.5).

Cztery elektrony walencyjne atomu arsenu biorą udział w tworzeniu wiązań kowalencyjnych z czterema sąsiednimi atomami germanu. Piąty elektron walencyjny okazał się zbędny. Łatwo odrywa się od atomu arsenu i staje się wolny. Atom, który utracił elektron, zamienia się w jon dodatni znajdujący się w miejscu w sieci krystalicznej.

Domieszka atomów o wartościowości większej niż wartościowość głównych atomów kryształu półprzewodnikowego nazywa się zanieczyszczenie dawcy . W wyniku jego wprowadzenia w krysztale pojawia się znaczna liczba wolnych elektronów. Prowadzi to do gwałtownego spadku rezystywności półprzewodnika - tysiące, a nawet miliony razy.

Rezystywność przewodnika z świetna treść zanieczyszczenia mogą zbliżyć się do rezystywności przewodnika metalicznego. Taka przewodność, ze względu na wolne elektrony, nazywana jest elektroniką, a półprzewodnik o przewodności elektronicznej to półprzewodnik typu n.

przewodzenie otworów występuje, gdy trójwartościowe atomy są wprowadzane do kryształu germanu, na przykład atomy indu (ryc. 9.5)

Rysunek 6 pokazuje atom indu, który utworzył wiązania kowalencyjne tylko z trzema sąsiednimi atomami germanu przy użyciu swoich elektronów walencyjnych. Atom indu nie ma elektronu, aby utworzyć wiązanie z czwartym atomem germanu. Ten brakujący elektron może zostać wychwycony przez atom indu z wiązania kowalencyjnego sąsiednich atomów germanu. W tym przypadku atom indu zamienia się w jon ujemny znajdujący się w miejscu sieci krystalicznej, a w wiązaniu kowalencyjnym sąsiednich atomów powstaje wakat.

Nazywa się domieszkę atomów zdolnych do wychwytywania elektronów zanieczyszczenie akceptora . W wyniku wprowadzenia zanieczyszczenia akceptorowego dochodzi do zerwania wielu wiązań kowalencyjnych w krysztale i powstania wolnych miejsc (dziur). Elektrony mogą przeskakiwać do tych miejsc z sąsiednich wiązań kowalencyjnych, co prowadzi do przypadkowego błądzenia dziur po krysztale.

Stężenie dziur w półprzewodniku z domieszką akceptorową znacznie przewyższa stężenie elektronów, które powstały w wyniku mechanizmu samoistnej przewodności elektrycznej półprzewodnika: np>> n n. Ten rodzaj przewodzenia nazywa się przewodność otworów . Nazywa się półprzewodnik z domieszką o przewodności dziurowej półprzewodnik typu p . Główne nośniki bezpłatnych ładunków w półprzewodnikach P-typ to dziury.

Przejście elektron-dziura. Diody i tranzystory

W nowoczesnej technologii elektronicznej urządzenia półprzewodnikowe odgrywają wyjątkową rolę. W ciągu ostatnich trzech dekad prawie całkowicie zastąpiły urządzenia elektropróżniowe.

Każde urządzenie półprzewodnikowe ma jedno lub więcej połączeń elektron-dziura. . Przejście elektron-dziura (lub n–P-przemiana) - to powierzchnia styku dwóch półprzewodników z różne rodzaje przewodność.

Na granicy półprzewodników (ryc. 9.7) powstaje podwójna warstwa elektryczna, której pole elektryczne zapobiega procesowi dyfuzji elektronów i dziur do siebie.

Umiejętność n–P-przejście do przepuszczania prądu prawie tylko w jednym kierunku jest stosowane w urządzeniach zwanych diody półprzewodnikowe. Diody półprzewodnikowe wykonane są z kryształów krzemu lub germanu. Podczas ich wytwarzania zanieczyszczenie topi się w kryształ o określonym typie przewodnictwa, który zapewnia inny typ przewodnictwa.

Rysunek 9.8 pokazuje typową charakterystykę woltamperową diody krzemowej.

Nazywa się urządzenia półprzewodnikowe z nie jednym, ale dwoma złączami n-p tranzystory . Tranzystory są dwojakiego rodzaju: P–n–P-tranzystory i n–P–n-tranzystory. w tranzystorze n–P–n-Typ podstawowa płyta germanowa jest przewodząca; P-typ, a dwa regiony na nim utworzone - przez przewodnictwo n-typ (rysunek 9.9).

w tranzystorze p–n–p- jest na odwrót. Płyta tranzystora nazywa się baza(B), jeden z regionów o przeciwnym typie przewodności - kolektor(K), a drugi - emiter(MI).