1. Классификация материалов: проводники, п/п, диэлектрики. Основные принципы.

Основное отличие полупроводников и ди­электриков от металлов связано с различием природы химической связи и электронной структуры этих материалов, с характером заполнения валентными электронами зон раз­решенных энергий (рис. В-1), с наличием но­сителей заряда двух знаков и отличной от ме­таллов температурной зависимостью электро­проводности, с особенностями поведения в них структурных дефектов.

В металлах определяющим типом химичес­кой связи является металлическая связь: ва­лентная зона во всем температурном интерва­ле существования металла (от О К до темпе­ратуры плавления) заполнена электронами лишь частично. Поэтому электропроводность в металлах реализуется за счет легкого перехо­да электронов на свободные энергетические уровни валентной зоны и перемещения по ним.

В полупроводниках и диэлектриках связи носят сложный, смешанный характер: в по­лупроводниках основной тип связи ковалент-ный, но весьма существен вклад ионной и металлической составляющих, а в части из них и ван-дер-ваальсовых связей. В диэлект­риках основной тип связи — ионный, но ва­жен также вклад ковалентной и отчасти ме­таллической связей. Изменение доли разных типов связи резко изменяет свойства этих материалов.

В полупроводниках и диэлектриках вален­тная зона заполнена при О К полностью и от­делена от следующей зоны разрешенных энер­гий (зоны проводимости) зоной запрещенных энергий (запрещенной зоной), ширина кото­рой различна у различных полупроводников.

Для того, чтобы в полупроводнике ста­ла возможной электропроводность, электро-ны из валентной зоны или с примесных до-норных уровней в запрещенной зоне долж­ны быть «заброшены» в зону проводимости, а также из валентной зоны — на созданные легированием акцепторные уровни в запре­щенной зоне. В последнем случае в валент­ной зоне возникают и становятся носителя­ми заряда положительно заряженные «дыр­ки» (см. рис. В-1).