Если в кремний добавить 5 валентную примесь, то 1 электрон останется без ковалентной связи и будет свободным, но почему когда добавляем 3 валентный, то уже 1 электрона от кремния не остается.
Или если посмотреть с другой стороны: в кремний добавляем 3 валентную примесь, то соседняя молекула кремния отдает 1 электрон примести, чтобы создать ковалентную связь, при этом нарушая свой энергетический баланс и становясь положительным, но когда добавляем 5 валентный, то уже лишний электрон примеси не пытается отсоединиться от молекулы и создать ковалентную связь, тем самым сделав "дырку".
1Danshin1, Вы ещё не ходите в школу?
Вам нужны базовые знания. Их не получают на подобных форумах. Берите учебники, популярные книги и разбирайтесь сами, раз "нет такой возможности".
Отличия в проводимости будут на границе спая полупроводников двух разных проводимостей - тут как минимум будет отличатся проводимость от направления тока. Т.е. будет анизотропия проводимости.
А сами по себе по отдельности полупроводники будут работать как обычный резистор со своими параметрами удельного сопротивления и температурными коэффициентами
pfg21, так в области спая они нейтральны, так как дырки "закрываются" электронами, а если ещё и ток приложить, то это область может увеличиться, либо уменьшиться, в зависимости от полярности тока, то есть будет диодом. Я то спрашиваю о другом, почему когда примесь валентность ниже приводят аналогию с дырками, а когда выше, тос ос свободными электронами. если по сути это одно и тоже и две концепции "дырка" и "свободный электрон" можно применять к обоим проводникам:
кремний+5 валентная примесь-участвуют 4 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный
кремний+3 валентная примесь-участвуют 3 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный.
Либо посмотрим иначе:
кремний+3 валентная примесь-3 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона кремния не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку.
кремний+5 валентная примесь-4 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона примеси не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку.
Пока я единственное отличие вижу, что кристаллическая решётка должна состоять из 4 связей, может с этим у меня проблема?
в области спая они аккурат не нейтральны.
да, свободный перемещающийся электрон "закрывает" свободно перемещающуюся дырку и они нейтрализуются.
а атомы, из которых появились эти электрон и дырка, остаются на месте и, будучи заряженными (в ядре атома имеется дополнительный протон или наоборот отсутствует) создают локальное электрическое поле, которое и вводит анизотропию проходящего через спай тока.
Считается по избытку электронов или дырок. Ионизированные атомы примесей и кремния не интересны, т.к. прибиты к кристаллической решётке и не участвуют (в первом приближении) в протекании тока.
так вот я и спрашиваю, почему когда примесь валентность ниже приводят аналогию с дырками, а когда выше, тос ос свободными электронами. если по сути это одно и тоже и две концепции "дырка" и "свободный электрон" можно применять к обоим проводникам:
кремний+5 валентная примесь-участвуют 4 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный
кремний+3 валентная примесь-участвуют 3 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный.
Либо посмотрим иначе:
кремний+3 валентная примесь-3 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона кремния не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку.
кремний+5 валентная примесь-4 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона примеси не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку.
Пока я единственное отличие вижу, что кристаллическая решётка должна состоять из 4 связей, может с этим у меня проблема?
и заключается она в химии.
Атому акцепторной примеси (бор) энергетически выгодно отнять у одного из 4 соседних атома кремния электрон для достройки своей электронной оболочки до 8 электронов (по 2 от каждого соседа). В результате - равноправные атому кремния повсему кристаллу начинают соревноваться за отсутствующий электрон, передавая друг-другу дырку.
Атому донорной примеси (фосфор) - энергетически выгодно расстаться с одним электроном, отправив его скитаться по кристаллу.
P.S. По видимому, именно принадлежность дырок валентным связям - приводит их меньшей подвижности.
VT100, VT100, теперь понял, чем отличается у акцепторной примеси будет 7 на внешней орбите электронов, а у донорной 8, но теперь ещё один вопрос: фосфор+кремний дают 8 электронов на их внешней орбите, поэтому 9 электрон легко отсоединяется, т.к ещё сильнее удален от протонов, бор+кремний имеют 7, как и соседний кремний имеет 7(он ведь тоже находится в кристаллической решетке), а что заставит один из них отдать другому, если они в равных условиях(по 7 электронов на внешнем уровне)
При сообщении электрону дополнительной энергии ковалентная связь может нарушиться и он станет свободным. Место на внешней орбите атома, где ранее находился электрон, называют дыркой.
Не 7 и 8, а только 8. У бора - три своих, один заёмный, 4 от каждого соседа по решётке и, где-то в кристалле, дырка. К фосфора - 4 своих, 4 от соседей и один убежавший в собственность кристалла.
Это в физику твёрдого тела... Она может появиться из тепловых колебаний крист. решётки, из внешнего электрического поля.
В отличие от чёткого заголовка (хотя и с игнорированием латиницы), описание подробностей вашего вопроса сделано весьма туманно. Заметно, что концепцию дырки как виртуального носителя положительного заряда вы не осилили. Поэтому попробую ответить только на заголовок, вспомнив остатки ФТТ, сохранившиеся в голове с вузовских лекций многодесятилетней давности.
Итак, в чём разница между N и P-полупроводниками? По большому счёту, только в подвижности носителей (при прочих равных) - электроны подвижнее дырок. Отсюда проистекает всё остальное, в т.ч и разница в параметрах пар транзисторов, считающихся "комплементарными".
Как я понимаю, дырки происходят из-за того, что молекула отдаёт электрон, тем самым нарушая свой нейтральный статус и становясь положительным, и так далее и далее на всё проводнике п-типа.
Относительно самой концепции дырок и свободных электронов я могу понять работу транзисторов, в частности МОД. Но я не понимаю как так получилось, что у одного проводника свободные электроны, а у другого дырки, если по сути это одно и тоже и две концепции "дырка" и "свободный электрон" можно применять к обоим проводникам:
кремний+5 валентная примесь-участвуют 4 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный
кремний+3 валентная примесь-участвуют 3 электрона в построении кристаллической решетке, один свободный.
Либо посмотрим иначе:
кремний+3 валентная примесь-3 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона кремния не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку.
кремний+5 валентная примесь-4 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона примеси не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку
дырки происходят из-за того, что молекула отдаёт электрон, тем самым нарушая свой нейтральный статус и становясь положительным,
Нет, не молекула, а кристаллическая решетка в целом. Она выступает как единая квантовая структура. Есть куча видео, хорошо иллюстрирующих движение дырки в решетке (например, тут, на 3 минуте).
по сути это одно и тоже и две концепции "дырка" и "свободный электрон" можно применять к обоим проводникам:
Нет, не так. Электроны - только в N-зоне, дырки - только в P-зоне, а сходятся они лишь в очень узкой границе соприкосновения, которая называется PN-переход. Вот там-то и происходит самое интересное.
кремний+5 валентная примесь-4 электрона участвуют в кристаллической решётке, для 1 электрона примеси не хватает связи, поэтому берётся один электрон из соседней молекулы, тем самым создавая дырку
И тут не так. Пятый электрон не создаёт дырку, а остаётся свободным носителем, создающим проводимость. N-кремний - это уже не изолятор, как кремний нелегированный, а проводник, причём довольно хороший, если легировать погуще. Точно так же в P-кремнии таким же свободным носителем (только виртуальным) является недостаток электрона, т.е. дырка.
