Одним из условий возникновения электрического тока является наличие свободных зарядов двигаться под действием электрического поля.
Металлы состоят из положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки и совокупности свободных электронов. Вне электрического поля свободные электроны движутся хаотически, подобно молекулам идеального газа, а потому рассматриваются в классической электронной теории как электронный газ.
Под действием внешнего электрического поля меняется характер движения свободных электронов внутри металла. Электроны, продолжая хаотичные движения, вместе с тем смещаются в направлении действия сил электрического поля.
Следовательно, электрический ток в металлах - это упорядоченное движение электронов.
Полупроводники бывают:
1.элементы 4й группы химической таблицы Менделеева: кремний Si, галлий Ga, (химически чистый элемент является собственным полупроводником) ;
2.соединения: карбид кремния SiC и Арсенид галлия GaAs.,(химически чистое соединение элементов является собственным полупроводником) ;
3. полупроводниковыми свойствами обладают оксиды некоторых металлов.
Названия полупроводник получили из-за свойства изменять уровень зоны проводимости и валентной зоны под действием электрического поля.
Влияние температуры на полупроводники изменяет их проводимость. При низкой температуре полупроводники обдают свойствами диэлектриков, и наоборот при повышении температуры их проводимость возрастает и их свойства сопоставим с проводниками.
Различаю два типа проводимости полупроводников n- полупроводник и p+ полупроводник. .
В полупроводниках n- типа основными носителями заряда являются электроны отрицательно заряженные частицы. Перенос заряда осуществляется в зоне проводимости полупроводника.
В полупроводниках p+ типа основными носителями заряда являются вакансии или "дырки" квазиположительные псевдочастицы.
Перенос заряда осуществляется в валентной зоне полупроводника.
Изменение типа проводимости добиваются путем легирования или введения примеси в собственный полупроводник
В отличии от металлов у которых электроны находятся в зоне проводимости у полупроводников носители заряда переходят из валентной зоны в зону проводимости под действием электромагнитного поля. Перейдя в зону проводимости электрон спустя короткое время возвращается в валентную зону и отдав энергию соизмеримую с величиной запрещенной зоны полупроводника полученную при переходе из валентной зоны в зону проводимости.
В приборах применяют n-p+ или p+n-. Благодаря разным типам проводимости на одном кристалле такие полупроводники обладают свойством односторонней проводимости (диод) .
Кроме того в вырожденных полупроводниках в зоне n-p+ перехода проявляется туннельный эффект.