December 03 2016 15:40:38
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
дырочная проводность и основные носители тока
Физические основы информации

Электропроводность σ полупроводника с учетом вкладов электронов зоны проводимости и дырок валентной зоны запишется в виде

img510,                                                                                              (II.8.27)

где ne – концентрация электронов в зоне проводимости, np – концентрация дырок в валентной зоне, ue – подвижность электронов, up – подвижность дырок. Напомним, что подвижность u свободного носителя заряда связывает его дрейфовую скорость vдр с напряженностью электрического поля Е

vдр = uE.                                                                                                                                   (II.8.28)

В случае теплового равновесия при температуре Т средняя концентрация <ne> электронов в зоне проводимости описывается распределением Ферми – Дирака

img511,                                                                                          (II.8.30)

где ε - энергия электронов, μ – химический потенциал, причем средняя концентрация <np> дырок связана с величиной <ne> соотношением

<ne>+<np>=1.                                                                                                                 (II.8.31)

При выполнении условия

img512

химический потенциал

img513                                                                                   (II.8.32)

и электропроводность

img514.                                                                                                                           (II.8.33)

Таким образом, величина σ по экспоненциальному закону зависит от температуры, при этом характерная температура img515 для img516.

Беспримесные полупроводники, называемые собственными полупроводниками, обладают заметной электропроводностью в области достаточно высокой температуры img517, где за счет теплового возбуждения возможен переход электронов валентной зоны в зону проводимости. Введение примесей позволяет существенно уменьшить высоту потенциального барьера для перехода электрона примеси в зону проводимости или валентного электрона на примесь. Используя примесь определенного типа, можно создать полупроводники, обладающие только электронной или только дырочной проводимостью. Такие полупроводники называются примесными, а соответствующие электроны и дырки называются основными носителями тока. Следует отметить, что в любом полупроводнике имеются неосновные носители тока, заряд которых противоположен заряду основных носителей тока. При этом концентрация неосновных носителей тока всегда во много раз меньше концентрации основных носителей тока.

В случае примесей донорного типа энергетические уровни валентных электронов атомов примеси расположены на энергетической оси ниже дна Eg зоны проводимости на энергию

img518.                                                                                  (II.8.34)

Поэтому для перехода валентных электронов атомов примеси в зону проводимости требуется значительно меньше энергии и заметная электропроводность возникает при существенно меньшей температуре img519. Благодаря этому полупроводник с донорными примесями в определенном диапазоне температур Tc > T > Tдон обладает только электронной проводимостью с электропроводностью

img520.                                                                                                                      (II.8.35)

Здесь σn0 – максимальная электропроводность, получаемая при ионизации всех атомов примеси.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,191,164 уникальных посетителей