§ 24.7. Напівпровідники та електронні пристрої на їх основі Метали, діелектрики, напівпровідники Утворення енергетичних зон розглянемо на прикладі зюлиження атомів натрію під час утворення твердого стану. Якщо відстані між атома перевищують період гратки , то електронні енергетичні рівні вузькі (рис.24.7.1,а). Тут кожному атому відповідає потенційльна яма, утворена кривою потенціальної енергії. Енергетичні рівні  EMBED Equation.3 
 і  EMBED Equation.3 
 заповнені електронами повністю, рівень  EMBED Equation.3 
- наполовину. Якщо атоми зближувати один до одного, то внаслідок взаємодії вузькі енергетичні рівні перетворюються в зони. В цьому випадку висоти потенціального бар’єра між атомами нижча енергетичного положення рівнів валентних EMBED Equation.3
-електронів (рис.24.7.1,б). Тому ці електрони дістають можливість переходити від одного атома до іншого і стають повністю узагальненими для всієї гратки, тобто вільними і їх йІмовірність перебування у будь-якому місці об’єму кристала однакова. Отже, в твердому тілі існують зони енергій валентних електронів (EMBED Equation.3
- валентна зона), що приймають участь в хімічних зв’язках та зони енергій провідних електронів (EMBED Equation.3
зона провідності). Валентна зона та зона провідності розділені між собою забороненою зоною ширини EMBED Equation.3
. Енергетичні зони можуть мати різний ступінь заповнення. Щоб електрон перейшов із нижчого рівня на вищий, необхіно затратити деяку енергію, що перевищує або дорівнює значенню ширини забороненої зониEMBED Equation.3
. Різниця енергій між сусідніми підрівнями у зоні провідності наближено дорівнює EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
 EMBED Equation.3 
. Тому енергетичні рівні у С-зоні провідності майже неперервні і електрон в зоні провідності рухається майже як вільна частинка. Енергетична відстань між підрівнями увалентній зоні дорівнює EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
. Тут параметри EMBED Equation.3
 і EMBED Equation.3
- це так звані ефективні густини одночастинкових станів, відповідно у зоні провідності та в валентній зоні, про що детальніше йтиме мова в подальшому розділі. Відсутність металічної провідності тіла означає лише те, що енергетичні зони частково заповнені. В діелектриках повністю заповнена влентна зона, а зона провідності пуста. Між ними є заборонена зона із досить великим значенням енергії  EMBED Equation.3 
. Тому з точки зору електричної провідності діелектрик відносно добрий Na Na 0 0 1s1 2s2 3s1 2p6 r r r>>a Na Na Na Na 1s 2s 2p 3s а=4.3 Ǻ а б Рис.24.7.1 ізоляятор. Лише дуже високих напругах може виникнути електричний пробій. Отже, з точки зору зонної теорії поділ речовин на метали, напівпровідники (н/п) та діелектрики умовний. Таку класифікацію краще проводити з точки зору їх питомого опору, наприклад, для кімнатної температурі в металах його величина знаходиться в межах:  EMBED Equation.3 
; для напівпровідників  EMBED Equation.3 
, тоді як для діелектриків  EMBED Equation.3 
. Власні напівпровідники та їх електропровідність. В залежності від типу основних носіїв (електрони чи дірки) заряду, які визначають характер електропровідності н/п, їх поділяють на два типи: електронні  EMBED Equation.3 
-типу та діркові EMBED Equation.3 
-типу. Власна електропровідність н/п  EMBED Equation.3 
-типу має електронний характер, а  EMBED Equation.3 
-типу - дірковий. Власними називаються такі н/п, в яких електропровідність зумовлена лише завдяки переходу електрона із валентної зони в зону провідності. Щоб якимсь чином відрізнити власний н/п від домішкового, біля значень їх концентрації ставлять індекс “ EMBED Equation.3 
”, наприклад,  EMBED Equation.3 
 і  EMBED Equation.3 
. Власний тип провідності проявляється лише в хімічно чистих за своїм хімічним складом напівпровідниках. Щоб електрон здійснив ...