Физические основы микроэлектроники. Базир Г.И. - 95 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

ÍÎ

Рис. 38. Кубическая решетка типа алмаза

Решетка алмазного типа кубическая, каждый атом связан с четырьмя

ближайшими соседями ковалентной связью, осуществляемой его четырьмя ва-

лентными электронами. В идеальной решетке все электроны связаны, свобод-

ных носителей нет, следовательно, при наложении внешнего электрического

поля электрический ток возникнуть не может. Для его возникновения необхо

димо часть электронов сделать свободными. Для этого необходимо подвести к

решетке энергию в виде квантов излучения или в виде энергии тепловых коле-

баний решетки (фононов).

Для отрыва электрона в Si при комнатной температуре необходимо затра-

тить энергию 1,08 эв. Освобождение электрона порождает одну незавершенную

связь.

Освобожденный электрон будет хаотически перемещаться по

кристаллу.

Если электрон подойдет вновь к атому, от которого от которого он был ото-

рван, то может снова соединится с атомом, отдав свою энергию решетке или

испустив квант электромагнитного излучения.

Процес с освобождения связанного электрона называется генерацией, а

процесс превращения свободного электрона в связанный носит название ре-

комбинации. Рекомбинация проводит к

исчезновению не только свободного

электрона, но и к восстановлению химической связи.

В области незавершенной связи имеются избыточный положительный

заряд. Однако, в целом, объем кристалла остается электрически нейтральным,

т. к. появление в равных количествах свободных электронов и незавершенных

связей не нарушает электронейтральности кристалла в целом.

Пр и наложении на кристалл внешнего электрического поля

свободные

электроны, участвующие в хаотическом тепловом движении, начнут двигаться

направленно (дрейфовое движение) против поля.