Priemaišinis puslaidininkių laidumas

Savaiminį puslaidininkių laidumą galima padidinti į vieno valentingumo puslaidininkį įterpus priemaišų – kito valentingumo puslaidininkį. Priemaišos padidina laisvųjų elektringųjų dalelių skaičių puslaidininkio kristale dešimtis ir šimtus kartų. Pavyzdžiui, į silicį (IV grupė periodinėje elementų lentelėje) galima įterpti III grupės indžio ar V grupės arseno. Dėl priemaišų atsiradęs papildomas puslaidininkių laidumas vadinamas priemaišiniu, o patys puslaidininkiai vadinami elektroniniais, arba skyliniais.

Elektroniniai puslaidininkiai gaunami, kai į vieną puslaidininkį su mažesniu valentinių elektronų skaičiumi įterpiama puslaidininkio su didesniu valentinių elektronų skaičiumi. Pavyzdžiui, į silicį (Si), turintį keturis valentinius elektronus, įterpiama arseno (As), turinčio penkis valentinius elektronus (5.5.1 pav., a). Vadinasi, arseno atomas galėtų sudaryti penkias kovalentines jungtis su silicio atomais. Tačiau silicio atomas gali sudaryti tik keturias jungtis, nes turi tik keturis valentinius elektronus. Taigi, vienas arseno atomo elektronas lieka be poros. Net ir kambario temperatūroje jis atitrūksta nuo arseno atomo branduolio ir tampa laisvas. Dėl to silicio puslaidininkyje padidėja laisvųjų elektronų skaičius.

Puslaidininkiai, kuriuose vyrauja elektroninis laidumas, vadinami elektroniniais puslaidininkiais. Kartais jie pavadinami trumpiau – n puslaidininkiais (lot. negativus – neigiamas). Elektroniniame puslaidininkyje pagrindinės elektringosios dalelės yra elektronai, o šalutinės – skylės (5.5.1 pav., b). Elektroninio puslaidininkio elektronai pavaizduoti mėlynais rutuliukais, šalutiniai (skylės) – raudonais (5.5.1 pav., b).

Skyliniai puslaidininkiai gaunami, kai į puslaidininkį su didesniu valentinių elektronų skaičiumi įterpiama puslaidininkio su mažesniu valentinių elektronų skaičiumi. Pavyzdžiui, į keturvalentį silicį (Si) įterpiama trivalenčio indžio (In). Silicio atomas gali sudaryti keturias kovalentines jungtis, o indžio – tik tris. Ketvirtai jungčiai trūksta vieno elektrono, taigi, atsiranda skylė (5.5.2 pav., a).

Akivaizdu, kad skylių atsiranda tiek pat, kiek yra priemaišos atomų. Puslaidininkiai, kuriuose vyrauja skylinis laidumas, vadinami skyliniais puslaidininkiais. Šios rūšies puslaidininkiai dar vadinami p puslaidininkiais (lot. positivus – teigiamas). Skyliniame (p puslaidininkyje) pagrindinės elektringosios dalelės yra skylės, o šalutinės – elektronai (5.5.2 pav., b). Skylinio puslaidininkio pagrindinės elektringosios dalelės (skylės) pavaizduotos raudonais rutuliukais, o šalutinės (elektronai) – mėlynais (5.5.2 pav., b).