Warunki występowania prądu w półprzewodniku. Prąd elektryczny w półprzewodnikach. dioda półprzewodnikowa. Urządzenia półprzewodnikowe. Prąd elektryczny w próżni

W tej lekcji rozważymy takie medium do przepływu prądu elektrycznego, jak półprzewodniki. Rozważymy zasadę ich przewodnictwa, zależność tego przewodnictwa od temperatury i obecności zanieczyszczeń, rozważymy taką koncepcję, jak złącze p-n i podstawowe urządzenia półprzewodnikowe.

Jeśli wykonasz bezpośrednie połączenie, wówczas pole zewnętrzne zneutralizuje blokujące, a prąd zostanie wykonany przez główne nośniki ładunku (ryc. 9).

Ryż. 9. Złącze p-n z połączeniem bezpośrednim ()

W tym przypadku prąd nośników mniejszościowych jest znikomy, praktycznie go nie ma. Dlatego złącze p-n zapewnia jednokierunkowe przewodzenie prądu elektrycznego.

Ryż. 10. Struktura atomowa krzemu wraz ze wzrostem temperatury

Przewodnictwo półprzewodników to elektron-dziura, a takie przewodnictwo nazywa się przewodnictwem wewnętrznym. I w przeciwieństwie do metali przewodzących, wraz ze wzrostem temperatury liczba wolnych ładunków po prostu wzrasta (w pierwszym przypadku nie zmienia się), więc przewodnictwo półprzewodników wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, a rezystancja maleje (ryc. 10).

Bardzo ważnym zagadnieniem w badaniu półprzewodników jest obecność w nich zanieczyszczeń. A w przypadku obecności zanieczyszczeń należy mówić o przewodnictwie zanieczyszczeń.

Półprzewodniki

Niewielkie rozmiary i bardzo wysoka jakość przesyłanych sygnałów sprawiły, że przyrządy półprzewodnikowe stały się bardzo powszechne we współczesnej technice elektronicznej. W skład takich urządzeń może wchodzić nie tylko wspomniany krzem z zanieczyszczeniami, ale także np. german.

Jednym z takich urządzeń jest dioda - urządzenie zdolne do przepuszczania prądu w jednym kierunku i uniemożliwiające jego przepływ w drugim. Uzyskuje się go poprzez wszczepienie innego typu półprzewodnika do kryształu półprzewodnikowego typu p lub n (rys. 11).

Ryż. 11. Odpowiednio oznaczenie diody na schemacie i schemat jej urządzenia

Inne urządzenie, teraz z dwoma złączami p-n, nazywa się tranzystorem. Służy nie tylko do wyboru kierunku przepływu prądu, ale również do jego konwersji (rys. 12).

Ryż. 12. Schemat struktury tranzystora i jego oznaczenie odpowiednio w obwodzie elektrycznym ()

Należy zauważyć, że nowoczesne mikroukłady wykorzystują wiele kombinacji diod, tranzystorów i innych urządzeń elektrycznych.

W następnej lekcji przyjrzymy się propagacji prądu elektrycznego w próżni.

Bibliografia

1. Tichomirowa SA, Jaworski B.M. Fizyka (poziom podstawowy) - M.: Mnemozina, 2012.
2. Gendenstein LE, Dick Yu.I. Fizyka klasa 10. - M.: Ileksa, 2005.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizyka. Elektrodynamika. - M.: 2010.

1. Zasady działania urządzeń ().
2. Encyklopedia fizyki i technologii ().

Praca domowa

1. Co powoduje powstawanie elektronów przewodzących w półprzewodniku?
2. Co to jest przewodnictwo wewnętrzne półprzewodnika?
3. Jak przewodnictwo półprzewodnika zależy od temperatury?
4. Jaka jest różnica między zanieczyszczeniem donorowym a zanieczyszczeniem akceptorowym?
5. * Jakie jest przewodnictwo krzemu z domieszką a) galu, b) indu, c) fosforu, d) antymonu?

Półprzewodniki to substancje, które pod względem przewodności elektrycznej zajmują pozycję pośrednią między dobrymi przewodnikami a dobrymi izolatorami (dielektrykami).

Półprzewodnikami są również pierwiastki chemiczne (german Ge, krzem Si, selen Se, tellur Te) oraz związki pierwiastków chemicznych (PbS, CdS itp.).

Natura nośników prądu w różnych półprzewodnikach jest różna. W niektórych z nich nośnikami ładunku są jony; w innych nośnikami ładunku są elektrony.

Przewodnictwo własne półprzewodników

Istnieją dwa rodzaje wewnętrznego przewodzenia w półprzewodnikach: przewodnictwo elektronowe i przewodnictwo dziurowe w półprzewodnikach.

1. Przewodnictwo elektronowe półprzewodników.

Przewodnictwo elektronowe odbywa się poprzez ukierunkowany ruch w przestrzeni międzyatomowej wolnych elektronów, które opuściły powłokę walencyjną atomu w wyniku wpływów zewnętrznych.

2. Przewodnictwo dziurowe półprzewodników.

Przewodnictwo dziurowe odbywa się za pomocą ukierunkowanego ruchu elektronów walencyjnych do wolnych miejsc w wiązaniach parowo-elektronowych - dziurach. Elektron walencyjny neutralnego atomu znajdującego się w pobliżu jonu dodatniego (dziury) jest przyciągany do dziury i wskakuje do niej. W tym przypadku jon dodatni (dziura) powstaje w miejsce atomu obojętnego, a atom obojętny powstaje w miejsce jonu dodatniego (dziury).

W idealnie czystym półprzewodniku bez obcych zanieczyszczeń każdy wolny elektron odpowiada powstaniu jednej dziury, tj. liczba elektronów i dziur biorących udział w tworzeniu prądu jest taka sama.

Przewodność, przy której występuje taka sama liczba nośników ładunku (elektronów i dziur), nazywana jest przewodnictwem wewnętrznym półprzewodników.

Przewodnictwo wewnętrzne półprzewodników jest zwykle małe, ponieważ liczba swobodnych elektronów jest niewielka. Najmniejsze ślady zanieczyszczeń radykalnie zmieniają właściwości półprzewodników.

Przewodnictwo elektryczne półprzewodników w obecności zanieczyszczeń

Zanieczyszczenia w półprzewodniku to atomy obcych pierwiastków chemicznych, które nie są zawarte w głównym półprzewodniku.

Przewodnictwo zanieczyszczeń- jest to przewodność półprzewodników, spowodowana wprowadzeniem zanieczyszczeń do ich sieci krystalicznych.

W niektórych przypadkach wpływ zanieczyszczeń objawia się tym, że „dziurowy” mechanizm przewodzenia staje się praktycznie niemożliwy, a prąd w półprzewodniku realizowany jest głównie przez ruch swobodnych elektronów. Takie półprzewodniki to tzw półprzewodniki elektroniczne lub półprzewodniki typu n(od łacińskiego słowa negativus - negatywny). Głównymi nośnikami ładunku są elektrony, a nie głównymi są dziury. Półprzewodniki typu n to półprzewodniki z domieszkami donorowymi.

1. Zanieczyszczenia dawcy.

Zanieczyszczenia donorowe to te, które łatwo oddają elektrony, a w konsekwencji zwiększają liczbę wolnych elektronów. Zanieczyszczenia donorowe dostarczają elektrony przewodzące bez pojawiania się takiej samej liczby dziur.

Typowym przykładem zanieczyszczenia donorowego w czterowartościowym germanie Ge są pięciowartościowe atomy arsenu As.

W innych przypadkach ruch swobodnych elektronów staje się praktycznie niemożliwy, a prąd odbywa się tylko poprzez ruch dziur. Te półprzewodniki to tzw półprzewodniki otworowe lub półprzewodniki typu p(od łacińskiego słowa positivus - pozytywny). Głównymi nośnikami ładunku są dziury, a nie główne - elektrony. . Półprzewodniki typu p to półprzewodniki z domieszkami akceptorowymi.

Zanieczyszczenia akceptorowe to zanieczyszczenia, w których nie ma wystarczającej liczby elektronów do utworzenia normalnych wiązań para-elektron.

Przykładem zanieczyszczenia akceptorowego w germanie Ge są trójwartościowe atomy galu Ga

Prąd elektryczny płynący przez styk półprzewodników typu p i typu n złącze p-n jest warstwą kontaktową dwóch półprzewodników domieszkowych typu p i typu n; Złącze p-n jest granicą oddzielającą obszary z przewodnictwem dziury (p) i elektronu (n) w tym samym pojedynczym krysztale.

bezpośrednie złącze p-n

Jeśli n-półprzewodnik jest podłączony do ujemnego bieguna źródła zasilania, a dodatni biegun źródła zasilania jest podłączony do p-półprzewodnika, to pod wpływem pola elektrycznego elektrony w n-półprzewodniku i dziury w p-półprzewodniku przesuną się ku sobie do interfejsu półprzewodnikowego. Elektrony, przekraczając granicę, „wypełniają” dziury, prąd przez złącze pn jest przenoszony przez główne nośniki ładunku. W rezultacie wzrasta przewodnictwo całej próbki. Przy takim bezpośrednim (przepustowym) kierunku zewnętrznego pola elektrycznego zmniejsza się grubość warstwy barierowej i jej rezystancja.

W tym kierunku prąd przepływa przez granicę dwóch półprzewodników.

Odwrotne złącze pn

Jeśli n-półprzewodnik jest podłączony do dodatniego bieguna źródła zasilania, a p-półprzewodnik jest podłączony do ujemnego bieguna źródła zasilania, to elektrony w n-półprzewodniku i dziury w p-półprzewodniku pod działaniem pola elektrycznego będzie przemieszczać się z interfejsu w przeciwnych kierunkach, prąd przez przejście p-n jest przeprowadzany przez mniejsze nośniki ładunku. Prowadzi to do pogrubienia warstwy barierowej i zwiększenia jej odporności. W rezultacie przewodność próbki okazuje się nieznaczna, a rezystancja duża.

Powstaje tak zwana warstwa barierowa. Przy tym kierunku pola zewnętrznego prąd elektryczny praktycznie nie przechodzi przez kontakt półprzewodników p- i n.

Zatem przejście elektron-dziura ma jednostronne przewodzenie.

Zależność prądu od charakterystyki napięciowo - woltowo - prądowej złącza p-n pokazano na rysunku (charakterystykę woltowo - prądową bezpośredniego złącza p-n przedstawiono linią ciągłą, woltowo - amperową charakterystykę złącza p-n odwrotnego przedstawiono linią przerywaną).

Półprzewodniki:

Dioda półprzewodnikowa - do prostowania prądu przemiennego wykorzystuje jedno złącze p - n - o różnych rezystancjach: w kierunku do przodu rezystancja złącza p - n - jest znacznie mniejsza niż w kierunku odwrotnym.

Fotorezystory - do rejestracji i pomiaru słabych strumieni świetlnych. Z ich pomocą określaj jakość powierzchni, kontroluj wymiary produktów.

Termistory - do zdalnego pomiaru temperatury, alarmów przeciwpożarowych.

Półprzewodniki to klasa substancji, w których wraz ze wzrostem temperatury wzrasta przewodność elektryczna i maleje rezystancja elektryczna. Te półprzewodniki zasadniczo różnią się od metali.

Typowymi półprzewodnikami są kryształy germanu i krzemu, w których atomy są połączone wiązaniem kowalencyjnym. Półprzewodniki mają wolne elektrony w dowolnej temperaturze. Swobodne elektrony pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego mogą poruszać się w krysztale, tworząc elektronowy prąd przewodzący. Usunięcie elektronu z zewnętrznej powłoki jednego z atomów sieci krystalicznej prowadzi do przekształcenia tego atomu w jon dodatni. Jon ten można zneutralizować, przechwytując elektron z jednego z sąsiednich atomów. Ponadto w wyniku przejścia elektronów z atomów na jony dodatnie zachodzi proces chaotycznego ruchu w krysztale miejsca z brakującym elektronem. Zewnętrznie proces ten postrzegany jest jako ruch dodatniego ładunku elektrycznego, tzw otwór.

Po umieszczeniu kryształu w polu elektrycznym następuje uporządkowany ruch dziur - prąd przewodzenia dziury.

W idealnym krysztale półprzewodnikowym prąd elektryczny powstaje w wyniku ruchu równej liczby ujemnie naładowanych elektronów i dodatnio naładowanych dziur. Przewodnictwo w idealnych półprzewodnikach nazywa się przewodnictwem wewnętrznym.

Właściwości półprzewodników w dużym stopniu zależą od zawartości zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia są dwojakiego rodzaju - donorowe i akceptorowe.

Nazywa się zanieczyszczenia, które oddają elektrony i tworzą przewodnictwo elektronowe dawca(zanieczyszczenia o wartościowości większej niż wartościowość głównego półprzewodnika). Półprzewodniki, w których stężenie elektronów przewyższa stężenie dziur, nazywane są półprzewodnikami typu n.

Nazywa się zanieczyszczenia, które wychwytują elektrony, a tym samym tworzą ruchome dziury bez zwiększania liczby elektronów przewodzących akceptor(zanieczyszczenia o wartościowości mniejszej niż wartościowość głównego półprzewodnika).

W niskich temperaturach dziury są głównymi nośnikami prądu w krysztale półprzewodnikowym z domieszką akceptorową, a elektrony nie są głównymi nośnikami. Półprzewodniki, w których stężenie dziur przewyższa stężenie elektronów przewodzących, nazywane są półprzewodnikami otworowymi lub półprzewodnikami typu p. Rozważ kontakt dwóch półprzewodników o różnych rodzajach przewodnictwa.

Przez granicę tych półprzewodników zachodzi wzajemna dyfuzja nośników większościowych: elektrony dyfundują z półprzewodnika n do półprzewodnika p, a dziury z półprzewodnika p do półprzewodnika n. W rezultacie odcinek n-półprzewodnika sąsiadujący ze stykiem zostanie zubożony w elektrony i powstanie w nim nadmiar ładunku dodatniego z powodu obecności jonów gołych zanieczyszczeń. Ruch dziur z półprzewodnika p do półprzewodnika n prowadzi do pojawienia się nadmiaru ładunku ujemnego w obszarze granicznym półprzewodnika p. W efekcie powstaje podwójna warstwa elektryczna i powstaje kontaktowe pole elektryczne, które uniemożliwia dalszą dyfuzję głównych nośników ładunku. Ta warstwa nazywa się zamykający.

Zewnętrzne pole elektryczne wpływa na przewodność elektryczną warstwy barierowej. Jeśli półprzewodniki są podłączone do źródła, jak pokazano na ryc. 55, to pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego główne nośniki ładunku - swobodne elektrony w półprzewodniku n i dziury w półprzewodniku p - będą się zbliżać do granicy faz półprzewodników, natomiast grubość p-n złącze maleje, więc jego rezystancja maleje. W tym przypadku siła prądu jest ograniczona rezystancją zewnętrzną. Ten kierunek zewnętrznego pola elektrycznego nazywa się bezpośrednim. Bezpośrednie połączenie złącza p-n odpowiada sekcji 1 na charakterystyce prądowo-napięciowej (patrz ryc. 57).

Nośniki prądu elektrycznego w różnych mediach i charakterystykach prądowo-napięciowych podsumowano w tabeli. jeden.

Jeśli półprzewodniki są podłączone do źródła, jak pokazano na ryc. 56, to elektrony w półprzewodniku n i dziury w półprzewodniku p będą się przemieszczać pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego od granicy w przeciwnych kierunkach. Grubość warstwy barierowej, a co za tym idzie jej odporność wzrasta. Przy tym kierunku zewnętrznego pola elektrycznego - odwrotnym (blokującym) przez interfejs przechodzą tylko niewielkie nośniki ładunku, których stężenie jest znacznie mniejsze niż główne, a prąd jest praktycznie zerowy. Odwrotne włączenie złącza pn odpowiada sekcji 2 dotyczącej charakterystyki prądowo-napięciowej (ryc. 57).

Zatem złącze p-n ma asymetryczną przewodność. Właściwość ta jest wykorzystywana w diodach półprzewodnikowych zawierających pojedyncze złącze p-n i wykorzystywana np. do prostowania lub wykrywania prądu przemiennego.

Półprzewodniki są szeroko stosowane w nowoczesnej technice elektronicznej.

Zależność rezystancji elektrycznej metali półprzewodnikowych od temperatury jest wykorzystywana w specjalnych urządzeniach półprzewodnikowych - termistory. Nazywa się urządzenia, które wykorzystują właściwość kryształów półprzewodnikowych do zmiany ich oporu elektrycznego pod wpływem światła fotorezystory.

Prąd elektryczny w próżni

Jeśli dwie elektrody zostaną umieszczone w szczelnym naczyniu iz naczynia zostanie usunięte powietrze, to w próżni nie powstanie prąd elektryczny - nie ma nośników prądu elektrycznego. Amerykański naukowiec T. A. Edison (1847-1931) odkrył w 1879 r., że w szklanej kolbie próżniowej może wystąpić prąd elektryczny, jeśli jedna z jej elektrod zostanie podgrzana do wysokiej temperatury. Zjawisko emisji swobodnych elektronów z powierzchni ogrzanych ciał nazywa się emisją termionową. Praca, którą należy wykonać, aby uwolnić elektron z powierzchni ciała, nazywana jest pracą wyjścia. Zjawisko emisji termojonowej tłumaczy się tym, że wraz ze wzrostem temperatury ciała wzrasta energia kinetyczna pewnej części elektronów w substancji. Jeśli energia kinetyczna elektronu przekroczy pracę wyjścia, może on przezwyciężyć działanie sił przyciągania jonów dodatnich i opuścić powierzchnię ciała w próżni. Działanie różnych lamp elektronowych opiera się na zjawisku emisji termojonowej.

półprzewodnikowy- jest to substancja, w której rezystywność może zmieniać się w szerokim zakresie i bardzo szybko spada wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że ​​przewodnictwo elektryczne (1/R) wzrasta.
- obserwowane w krzemie, germanie, selenie iw niektórych związkach.

Mechanizm przewodzenia półprzewodniki

Kryształy półprzewodnikowe mają atomową sieć krystaliczną, w której zewnętrzne elektrony są związane z sąsiednimi atomami wiązaniami kowalencyjnymi.

W niskich temperaturach czyste półprzewodniki nie mają wolnych elektronów i zachowują się jak dielektryk.

Półprzewodniki są czyste (bez zanieczyszczeń)

Jeśli półprzewodnik jest czysty (bez zanieczyszczeń), to tak własny przewodność, która jest niewielka.

Istnieją dwa rodzaje wewnętrznego przewodzenia:

1 elektroniczny(przewodność "n" - typ)

W niskich temperaturach w półprzewodnikach wszystkie elektrony są związane z jądrami, a rezystancja jest duża; wraz ze wzrostem temperatury wzrasta energia kinetyczna cząstek, wiązania pękają i pojawiają się wolne elektrony – rezystancja maleje.
Swobodne elektrony poruszają się przeciwnie do wektora natężenia pola elektrycznego.
Przewodnictwo elektronowe półprzewodników wynika z obecności wolnych elektronów.

2. perforowany(przewodność typu „p”)

Wraz ze wzrostem temperatury wiązania kowalencyjne między atomami są niszczone przez elektrony walencyjne i powstają miejsca z brakującym elektronem - „dziura”.
Może poruszać się po całym krysztale, ponieważ. jego miejsce można zastąpić elektronami walencyjnymi. Przesuwanie „dziury” jest równoznaczne z przesuwaniem ładunku dodatniego.
Otwór porusza się zgodnie z kierunkiem wektora natężenia pola elektrycznego.

Oprócz ogrzewania, zerwanie wiązań kowalencyjnych i pojawienie się samoistnego przewodnictwa półprzewodników może być spowodowane przez oświetlenie (fotoprzewodnictwo) i działanie silnych pól elektrycznych.

Całkowita przewodność czystego półprzewodnika jest sumą przewodności typu „p” i „n”.
i nazywa się przewodnictwem elektronowo-dziurowym.

Półprzewodniki w obecności zanieczyszczeń

Oni mają własny + nieczystość przewodność
Obecność zanieczyszczeń znacznie zwiększa przewodność.
Gdy zmienia się stężenie zanieczyszczeń, zmienia się liczba nośników prądu elektrycznego - elektronów i dziur.
Możliwość kontrolowania prądu leży u podstaw powszechnego stosowania półprzewodników.

Istnieć:

1)dawca zanieczyszczenia (wydzielają się)

Są dodatkowymi dostawcami elektronów do kryształów półprzewodnikowych, łatwo oddają elektrony i zwiększają liczbę wolnych elektronów w półprzewodniku.
To są przewodnicy „n” - typ, tj. półprzewodniki z domieszkami donorowymi, gdzie głównym nośnikiem ładunku są elektrony, a mniejszość dziury.
Taki półprzewodnik ma przewodnictwo zanieczyszczeń elektronicznych.

Na przykład arsen.

2. akceptor zanieczyszczenia (gospodarz)

Tworzą „dziury”, biorąc do siebie elektrony.
To są półprzewodniki "p" - typ, tych. półprzewodniki z domieszkami akceptorowymi, gdzie głównym nośnikiem ładunku są dziury, a mniejszość elektrony.
Taki półprzewodnik ma przewodnictwo zanieczyszczeń dziurowych.

Na przykład ind.

Własności elektryczne złącza "p-n".

przejście „p-n”.(lub przejście elektron-dziura) - obszar styku dwóch półprzewodników, w którym przewodnictwo zmienia się z elektronicznego na dziurowe (lub odwrotnie).

W krysztale półprzewodnikowym takie obszary można utworzyć, wprowadzając zanieczyszczenia. W strefie styku dwóch półprzewodników o różnych przewodnościach nastąpi wzajemna dyfuzja. elektrony i dziury i tworzy się blokująca warstwa elektryczna Pole elektryczne warstwy blokującej zapobiega dalszemu przechodzeniu elektronów i dziur przez granicę. Warstwa barierowa ma zwiększoną rezystancję w porównaniu z innymi obszarami półprzewodnika.

Tryb dostępu przejście p-n:

Przy blokującym (odwrotnym) kierunku zewnętrznego pola elektrycznego prąd elektryczny nie przejdzie przez obszar styku dwóch półprzewodników.
Dlatego elektrony i dziury przemieszczają się od granicy w przeciwnych kierunkach, wówczas warstwa blokująca gęstnieje, jej opór wzrasta.

Tryb blokowania przejścia p-n.

Półprzewodniki to substancje, których rezystywność jest wielokrotnie mniejsza niż w przypadku dielektryków, ale znacznie większa niż w przypadku metali. Najczęściej stosowanymi półprzewodnikami są krzem i german.

Główną cechą półprzewodników jest zależność ich rezystancji właściwej od warunków zewnętrznych (temperatura, oświetlenie, pole elektryczne) oraz obecności zanieczyszczeń. W XX wieku naukowcy i inżynierowie zaczęli wykorzystywać tę cechę półprzewodników do tworzenia niezwykle małych, skomplikowanych urządzeń ze zautomatyzowanym sterowaniem, takich jak komputery, telefony komórkowe, sprzęt AGD.

Szybkość komputerów w ciągu około pół wieku ich istnienia wzrosła miliony razy. Gdyby w tym samym czasie prędkość samochodów również wzrosła miliony razy, to dziś pędziłyby one z prędkością bliską prędkości światła!

Gdyby w jednej (dalekiej od idealnej!) chwili półprzewodniki „odmówiły pracy”, to natychmiast zgasłyby ekrany komputerów i telewizorów, telefony komórkowe ucichłyby, a sztuczne satelity straciłyby kontrolę. Zatrzymałyby się tysiące gałęzi przemysłu, rozbiły by się samoloty i statki, a także miliony samochodów.

Nośniki ładunku w półprzewodnikach

przewodność elektronowa. W półprzewodnikach elektrony walencyjne „należą” do dwóch sąsiednich atomów. Na przykład w krysztale krzemu każda para sąsiednich atomów ma dwa „wspólne” elektrony. Pokazano to schematycznie na rycinie 60.1 (tutaj pokazane są tylko elektrony walencyjne).

Wiązanie między elektronami i atomami w półprzewodnikach jest słabsze niż w dielektrykach. Dlatego nawet w temperaturze pokojowej energia cieplna niektórych elektronów walencyjnych jest wystarczająca, aby oderwać się od pary atomów, stając się elektronami przewodzącymi. Tak więc w półprzewodniku występują nośniki ładunku ujemnego.

Przewodnictwo półprzewodnika spowodowane ruchem swobodnych elektronów nazywa się elektronem.

przewodnictwo dziurowe. Kiedy elektron walencyjny staje się elektronem przewodnictwa, opuszcza miejsce, w którym powstaje nieskompensowany ładunek dodatni. To miejsce nazywa się dziurą. Dziura odpowiada ładunkowi dodatniemu, równemu wartości bezwzględnej ładunkowi elektronu.