Sensibilitate la impurități
Două tipuri de impurități care au un efect profund asupra conductivității siliciu și germaniu sunt cele care au oricare cinci electroni de valență sau trei electroni de valență.
Arsenic și fosfor sunt exemple de atomi de impuritate cu cinci electroni de valență. Într-un cristal de siliciu conținând o cantitate mică de arsenic, atomii de arsen înlocui aleatoriu atomi de siliciu. Deoarece concentrația de arsen este foarte mic, cele patru apropiați vecini ai orice atom arsenic sunt atomi de siliciu. Atomul arsenic face patru legături doi electroni cu patru mai apropiate vecinii săi exact ca un atom de siliciu ar fi. Al cincilea electron sa, cu toate acestea, nu poate fi parte dintr-o legătură cu două electroni și atomul arsenic are un înveliș exterior complet fără ea. Prin urmare, această electron este mult mai ușor de îndepărtat de atomul decât sunt oricare dintre electronii din legăturile cu doi electroni între arsenic și siliciu atomi sau între doi atomi de siliciu. Astfel, un cristal de siliciu conținând arsen conține multe electroni liberi mai la o temperatură dată decât un cristal de siliciu pur face.
atomi de impurități, cum ar fi arsenic care furnizează electroni liberi într-un semiconductor sunt denumite atomi donori. Acestea provoacă semiconductoare să conțină un exces de electroni liberi peste găuri. Astfel de semiconductori se numesc semiconductori de tip n. Într-un astfel de semiconductor cea mai mare parte a unui curent electric se realizează prin electroni liberi, care în acest caz sunt numite purtători majoritari. Găurile sunt numite purtători minoritari.
bor și aluminiu sunt exemple de elemente ale căror atomi au trei electroni de valență. Atunci când a introdus ca impurități ei, de asemenea, crește foarte mult conductivitatea electrică de siliciu sau germaniu, dar mecanismul de conducere este foarte diferită de cea în cazul doar discutat. Într-un cristal de siliciu conținând o cantitate mică de bor, atomii de bor substitui aleatoriu pentru atomi de siliciu. Deoarece un atom de bor are doar trei electroni de valență, aceasta nu poate forma patru legături cu doi electroni cu patru vecinii cei mai apropiați acestuia (care sunt atomi de siliciu, din cauza concentrației foarte scăzute de bor). Astfel, unul dintre cele patru legături lipsește o secundă de electroni. Deși această str
