Visoka tehnička škola strukovnih studija
„Novi Beograd“
Seminarski rad
-Elektrotehnika sa elektronikom-
-Poluprovodnici-
Student:
Profesor:
dr. Vladimir Mladenović
Broj indeksa:
Jun 2018
Sadržaj:
Uvod
3
Poluprovodnički elementi i jedinjenja
4
Slobodni elektroni i šipljine u poluprovodnicima
6
Teorija energetskih zona
8
Primesni poluprovodnici
9
Poluprovodnik P-tipa
10
Poluprovodnik N-tipa
11
Fermijev nivo
11
Literatura
12
Poluprovodnički elementi i jedinjenja
U kolonama na levoj strani tablice periodnog sistema elemenata nalaze se metali. Atomi
metala mogu lako izgubiti jedan ili dva elektrona i postati pozitivni joni. Oni su dobri
provodnici električne struje, s obzirom da je kod njih veza između atoma i elektrona u
spoljašnjoj orbiti slaba, tako da se elektroni mogu relativno lako osloboditi i postati
slobodni. Elementi u kolonama na desnoj strani tablice periodnog sistema imaju elektrone u
spoljašnjim opnama čvrsto vezane; oni su, prema tome, izolatori. U srednjim kolonama
tablice nalaze se elementi kod kojih je provodnost znatno manja nego kod dobrih
provodnika, a znatno veća nego kod izolatora. Oni čine klasu poluprovodnika. Tu spadaju
12 elementarnih poluprovodnika: bor (B), ugljenik (C), silicijum (Si), fosfor (P), sumpor
(S), germanijum (Ge), arsen (As), selen (Se), kalaj (Sn), antimon (Sb), telur (Te) i jod (J). U
tabeli 1. prikazani su položaji pomenutih elemenata u periodnom Mendeljejevom sistemu.
Danas se od elementarnih poluprovodnika skoro isključivo koristi silicijum, dok se drugi,
kao sto su arsen, fosfor i bor upotrebljavaju za dopiranje silicijuma, čime se menja njegova
provodnost.
GRUPA
II
III
IV
V
VI
VII
PERIODA
II
Be
B
C
N
O
III
Al
Si
P
S
Cl
IV
Ga
Ge
As
Se
Br
V
In
Sn
Sb
Te
J
Xe
VI
Pb
Bi
Po
At
Tabela 1. položaj poluprovodničkih elemenata u periodnom sistemu elemenata
Još 1950. godine zapaženo je da neka jedinjenja elemenata III i V grupe periodnog sistema
imaju poluprovodničke osobine. Posebnu pažnju privlačio je galijum-arsenid (GaAs), jer se
smatralo da će, zahvaljujući svojim osobinama, zameniti silicijum u komponentama na bazi
PN–spoja. Istraživanja poluprovodničkih jedinjenja su nastavljena i vrlo su aktuelna, s
obzirom da komponente na bazi ovih jedinjenja mogu biti efikasni izvori, ili, pak, detektori
kako infracrvenih radijacija, tako i radijacija u vidljivom spektru. Svi poluprovodnici, i
elementarni i poluprovodnička jedinjenja, imaju kristalnu strukturu. Elementarni
poluprovodnici imaju kristalnu rešetku dijamantskog tipa, dok je rešetka poluprovodničkih
jedinjenja modifikovana dijamantska struktura, takozvana struktura sfalerita, slika 1.
4
