Półprzewodnik samoistny – półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest równa koncentracji dziur.
W półprzewodnikach przewodnictwo samoistne ma miejsce, gdy brak jest zanieczyszczeń i domieszek. Uzyskanie czystego półprzewodnika samoistnego jest praktycznie niemożliwe, gdyż w każdym materiale zawsze są obecne zanieczyszczenia. Przepływ prądu w czystym półprzewodniku możliwy jest dzięki termicznemu wzbudzeniu elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa; równocześnie w pasmie walencyjnym powstaje taka sama liczba dziur. Na całkowity prąd płynący przez półprzewodnik składa się prąd elektronowy i dziurowy. Ponieważ ruchliwość elektronów jest większa od ruchliwości dziur, udział prądu elektronowego w prądzie całkowitym jest większy niż prądu dziurowego.
Zależność przewodnictwa właściwego samoistnego od temperatury przedstawia równanie:
gdzie – współczynnik proporcjonalności, – ruchliwość elektronów w pasmie przewodnictwa – ruchliwość dziur w pasmie walencyjnym – energia powstania pary elektron–dziura – stała Boltzmanna – temperatura bezwzględna
Przewodnictwo samoistne jest znacznie słabsze od przewodnictwa domieszkowego, a obecność nawet bardzo małej ilości domieszki silnie zwiększa przewodnictwo, np. po wprowadzeniu boru do krzemu w stosunku 1:100 000 przewodnictwo wzrasta ok. 1000 ×.
Uwagi
Przypisy
*