Техника - молодёжи 1950-01, страница 6

Действительный член Академии паук УССР В. К. ЛАIIIКАРЕВ

(г. Кмев)

Рис. В. ФИЛАТОВА

Физика полупроводников — один из самых молодых отделов современной электрофизики твердого тела.

Сравнительно еще недавно полупроводники никого не интересовали. Электротехники, используя проводники и изоляторы, из полупроводников применяли только электролиты.

Сейчас положение коренным образом изменилось. Полупроводники привлекают все большее и большее внимание ученых. Изучение процессов, происходящих в полупроводниках, помогает строить теорию твердого тела и глубже уяснять связь между электрическими зарядами и веществом. Интерес к полупроводникам особенно вырос в последнее время в связи с новыми перспективами технического применения этих тел.

Полупроводники используются для строительства выпрямителей переменного тока, исключительно простых в эксплоатации с коэфициентом полезного

действия, превышающим 50 процентов. Твердые полупроводниковые выпрямители используются в технике связи как существенные элементы переносных радиотелефонных установок, как «генераторы гармоник», в аппаратах, осуществляющих многоканальную связь между городами, и т. д.

Полупроводниковые термобатареи превращают тепловую энергию в электрическую с коэфициентом полезного действия, приближающимся теперь к коэ-фициенту полезного действия маневрового паровоза.

«Вентильные фотоэлементы», изготовляемые из полупроводников, наиболее эффективно превращают световую энергию непосредственно в электрическую. Их коэфициейт полезного действия достигает одного процента, а фототоки, полученные от таких фотоэлементов, без расходования энергии из побочного источника, достигают многих тысяч микроампер на люмен.

прохождение тока в которых, как и з металле, не сойровождается химическими изменениями.

Полупроводники отличаются от проводников не только своей меньшей электропроводностью, но и целым рядом других свойств.

Совершенно по-разному реагируют например, проводники и полупроводники на изменения температуры. Проводники обладают отрицательным температурным коэфициентом сопротивления: при повышении температуры их электропроводность уменьшается. Полупроводники (а также и диэлектрики) обладают, наоборот, положительным температурным коэфициентом, их электропроводность растет вместе с ростом температуры. При достаточно низких температурах электропроводность проводников резко возрастает, и мы встречаемся с новым явлением —- сверхпроводимостью. Полупроводники же при достаточном охлаждении совершенно теряют электропро-

В проводниках переносчиками электрических зарядов являются свобод-ные, не связанные с атомами электроны.

В полупроводниках наряду с элек* тронным током имеет место и *дырчатый ток». Под действием внешнего электрического напряжения переход электронов от атома к атому происходит упорядоченно. Место, не заполненное электроном, — <гдырка> — смещается в сторону отрицательного полюса. Смещение «дырки» эквивалентно переносу положительного заряда,

В диэлектрике под действием электрического поля тока практически не возникает. Заряженные частицы атомов и молекул только немного смещаются — диэлектрик поляризуется.

водность и практически становятся изоляторами.

Другая особенность полупроводников — чрезвычайно резкая зависимость их электрических свойств от характера обработки образца в процессе изготовления, а также от нахождения в геле даже незначительного количества примесей. Было найдено, что электропроводность некоторых полупроводников, обработанных различным образом, изменялась в тысячи раз в зависимости от характера обработки. Эта особенность полупроводников дает возможность изменять по желанию их электропроводность в широких границах, что, конечно, очень выгодно с технической точки зрения.

Как же осуществляется прохождение электротока в полупроводниках?

Физическая природа электропроводности обусловливается природой тех электрических зарядов, которые участвуют в создании электрического тока. Есть два

Полупроводники используются также для изготовления стабилизаторов напряжения, оксидной изоляции и т. д.

Познакомимся теперь подробнее с особенностями полупроводников, с физическими явлениями, происходящими в полупроводниках.

Полупроводники — многочисленный класс тел, лежащих между проводниками — телами,удельное сопротивление которых измеряется стотысячными долями ома, и диэлектриками, сопротивление которых измеряется многими миллиардами омов. Особенно интересен класс электронных полупроводников,

4