ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 116.7: Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная

План решения:

Для определения типа примеси необходимо вспомнить механизм образования полупроводников n-типа. В таких материалах основными носителями заряда являются электроны. Чтобы увеличить концентрацию свободных электронов в кристаллической решётке собственного полупроводника (например, кремния или германия), нужно ввести атомы с большим количеством валентных электронов, чем у атомов самого полупроводника.

Вычисление и обоснование:

Собственные полупроводники IV группы (Si, Ge) имеют 4 валентных электрона. При внедрении примеси из V группы периодической системы (например, фосфор P, мышьяк As, сурьма Sb) каждый атом примеси образует четыре ковалентные связи с соседними атомами кремния, используя свои 4 из 5 валентных электронов. Пятый электрон оказывается слабо связанным с ядром и легко переходит в зону проводимости, становясь свободным носителем отрицательного заряда.

Таким образом, для получения полупроводника n-типа (negative — отрицательный) необходима донорная примесь, то есть элемент с избытком валентных электронов относительно основного вещества.

Проверка:

Если бы мы использовали примесь III группы (бор B, алюминий Al), она имела бы только 3 валентных электрона, создавая «дырку» (недостаток электрона), что привело бы к образованию полупроводника p-типа. Следовательно, выбор примеси V группы для n-типа верен.