Вещества, которые имеют удельное сопротивление - называются полупроводниками

Примеры: Германий, Индий, Кремний, Селен.

Сопротивление полупроводников сильно зависит от температуры, (сопротивление понижается при повышении температуры). Ток обусловлен не только свободными электронами, но и связанными. Примесь другого элемента в полупроводник сильно меняет сопротивление образца. Одна сотая часть примеси меняет в десятки тысяч раз сопротивление. В металлах с повышением температуры концентрация свободных электронов практически не меняется, а в полупроводниках с повышением температуры концентрация свободных электронов стремительно растет. Полупроводники являются ковалентными кристаллами, т.е. имеют совместное владение двумя электронами с соседними атомами. Эти два электрона имеют противоположно направленные спины. Ковалентная связь является насыщенной.

Пример: Германий ().

 

Если одна из связей разрывается, то остается пустое место (дырка), которая ведет себя как положительный заряд. Интерес составляют примесные полупроводники.

Если в полупроводник добавляется элемент с большим количеством валентных электронов, чем в исходном полупроводнике, то такой примесный полупроводник называется полупроводник n -типа, или электронный полупроводник:

Уровень энергии примеси еще называется донорным уровнем.

Если же наоборот, с меньшим числом валентных электронов – то дырочный, либо p -типа:

Наблюдается появление пустого (разрешенного) уровня вблизи валентного уровня.

В p-области концентрация дырок гораздо больше, чем электронов (давление дырочного газа).

В n-области концентрация электронов гораздо больше, чем концентрация дырок (давление электронного газа). Вообще контактная разность потенциалов в полупроводниках – разница между уровнями Ферми.