Номер 7, страница 332 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

7. Какие носители заряда обеспечивают электрический ток в полупроводниках p-типа?

6. В полупроводниках n-типа (от английского "negative" - отрицательный) электрический ток обеспечивается двумя типами носителей заряда, но их концентрации сильно различаются.

Полупроводник n-типа создается путем добавления в чистый полупроводник (например, кремний, Si, из IV группы таблицы Менделеева) небольшой примеси донорных атомов (например, фосфора, P, или мышьяка, As, из V группы). Атом донорной примеси имеет на один валентный электрон больше, чем атом основного материала. Этот "лишний" электрон слабо связан с атомом и при небольшой тепловой энергии легко отрывается, становясь свободным электроном и переходя в зону проводимости.

Таким образом, в полупроводнике n-типа образуется большое количество свободных электронов. Эти электроны являются основными (мажоритарными) носителями заряда, так как их концентрация $n_n$ значительно превышает концентрацию носителей в чистом полупроводнике.

Кроме того, из-за тепловой энергии в полупроводнике продолжают разрываться ковалентные связи, что приводит к образованию пар "электрон-дырка". Образовавшиеся таким образом дырки (вакантные места с эффективным положительным зарядом) также могут участвовать в создании тока. Однако в n-полупроводнике их концентрация $p_n$ очень мала по сравнению с концентрацией электронов ($n_n \gg p_n$). Поэтому дырки в полупроводнике n-типа называют неосновными (миноритарными) носителями заряда.

Следовательно, хотя в создании тока участвуют и электроны, и дырки, основной вклад вносит направленное движение электронов.

Ответ: Основными носителями заряда, обеспечивающими электрический ток, являются электроны, а неосновными — дырки.

7. В полупроводниках p-типа (от английского "positive" - положительный) ситуация противоположна той, что наблюдается в полупроводниках n-типа.

Полупроводник p-типа получают, легируя чистый полупроводник (например, кремний, Si) акцепторной примесью (например, бором, B, или галлием, Ga, из III группы таблицы Менделеева). Атому акцепторной примеси не хватает одного валентного электрона для образования всех ковалентных связей с соседними атомами кремния. Это недостающее место для электрона называется дыркой.

Электрон из соседней ковалентной связи может легко "перепрыгнуть" и заполнить эту дырку, оставив на своем прежнем месте новую дырку. Этот процесс может продолжаться, и в результате дырка перемещается по кристаллу. Перемещение дырки эквивалентно перемещению положительного заряда, поэтому дырка рассматривается как положительный носитель заряда.

Так как каждый атом акцепторной примеси создает одну дырку, в полупроводнике p-типа образуется их избыточная концентрация. Эти дырки являются основными (мажоритарными) носителями заряда. Их концентрация $p_p$ значительно выше, чем в чистом полупроводнике.

Одновременно с этим тепловая генерация продолжает создавать пары "электрон-дырка". Свободные электроны, появляющиеся в результате этого процесса, также являются носителями заряда, но их концентрация $n_p$ в p-полупроводнике очень мала по сравнению с концентрацией дырок ($p_p \gg n_p$). Поэтому электроны в полупроводнике p-типа являются неосновными (миноритарными) носителями заряда.

Таким образом, электрический ток в полупроводниках p-типа преимущественно создается за счет направленного движения дырок.

Ответ: Основными носителями заряда, обеспечивающими электрический ток, являются дырки, а неосновными — электроны.