Составители:
104
Рис. 5-12
Если вблизи дырки окажется свободный электрон, он может занять это
место. Явление соединения свободного электрона и дырки называется
рекомбинацией. Электрон и дырка рекомбинируют, т.е. электрон
нейтрализует избыточный положительный заряд, имеющийся в окрестности
дырки, и теряет свободу передвижения до тех пор, пока снова не получит
энергию, достаточную для своего высвобождения. Рекомбинация сводится к
одновременному исчезновению свободного электрона и дырки. На схеме
уровней (рис.5-10) процессу рекомбинации соответствует переход электрона
из зоны проводимости на один
из свободных уровней валентной зоны.
Итак, в собственном полупроводнике идут одновременно два процесса:
рождение попарно свободных электронов и дырок и рекомбинация,
приводящая к попарному исчезновению электронов и дырок. Вероятность
первого процесса быстро растет с температурой. Вероятность рекомбинации
пропорциональна как числу свободных электронов, так и числу дырок.
Следовательно, каждой температуре соответствует
определенная
равновесная концентрация электронов и дырок, которая изменяется с
температурой пропорционально выражению (5.13).
Когда внешнее электрическое поле отсутствует, электроны проводимости
и дырки движутся хаотически. При включении поля на хаотическое
движение накладывается упорядоченное движение: электронов против
направления вектора напряженности поля и дырок - в направлении вектора
напряженности. Оба движения - и дырок, и электронов -
приводят к
переносу заряда вдоль кристалла. Следовательно, собственная
электропроводность обусловливается как бы носителями заряда двух знаков
- отрицательными электронами и положительными дырками.
В собственных полупроводниках концентрации электронов и дырок
равны
n=р=n
i
, а собственная концентрация n
i
зависит от материала и
температуры. Проводимость полупроводника равна
σ
= еn
i
(u
n
+ u
р
), (5.15)
где
e - элементарный заряд, а u
n
и u
р
- так называемые подвижности
электронов и дырок. Подвижность электронов численно равна средней
скорости его направленного движения, приобретаемой под влиянием
единичного электрического поля, т.е.
u
n
=v/
E
. Точно так же определяется и
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- …
- следующая ›
- последняя »
