Номер 7, страница 384 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 116. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость. Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 7, страница 384.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Для того чтобы получить полупроводник n-типа (от англ. negative — отрицательный), в кристалл чистого полупроводника необходимо ввести примесь, которая будет являться источником свободных электронов. Такие примеси называются донорными.

Собственные полупроводники, такие как кремний ($Si$) или германий ($Ge$), являются элементами IV группы периодической таблицы и имеют по четыре валентных электрона. Каждый атом в их кристаллической решетке образует четыре ковалентные связи с соседними атомами.

Чтобы создать избыток электронов, в качестве примеси используют атомы элементов V группы, например, мышьяка ($As$), фосфора ($P$) или сурьмы ($Sb$). У этих атомов на внешней электронной оболочке находится пять валентных электронов.

Когда атом такой примеси, например мышьяка, встраивается в кристаллическую решетку кремния и замещает один из его атомов, четыре из пяти валентных электронов мышьяка образуют ковалентные связи с соседними атомами кремния. Пятый электрон оказывается «лишним». Он не участвует в образовании связей, слабо притягивается к своему атому и при сообщении ему небольшой энергии (например, за счет теплового движения) легко отрывается и становится свободным, перемещаясь по всему кристаллу.

Таким образом, каждый атом донорной примеси поставляет один свободный электрон, увеличивая их концентрацию в полупроводнике. Электроны становятся основными носителями заряда, и полупроводник приобретает электронную проводимость, или проводимость n-типа.

Ответ: Чтобы получить полупроводник n-типа, в него надо ввести донорную примесь — элемент, валентность которого выше, чем у атомов самого полупроводника. Например, для четырехвалентных кремния или германия в качестве примеси используют пятивалентные элементы, такие как мышьяк ($As$), фосфор ($P$) или сурьма ($Sb$).