ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Подвижность носителей заряда при полях убывает по
закону , а при напряженностяхВ /м по закону. Это
связано с особенностью взаимодействия носителей заряда с кристаллической
решеткой полупроводника и приводит к зависимости скорости дрейфа от
напряженности.
Кроме этого, существует зависимость концентраций носителей заряда от
напряженности поля. Механизмы ее, в основном, сводятся к трем главным:
1) термоэлектронная ионизация;
2) ударная ионизация;
3) электростатическая ионизация.
Термоэлектронная ионизация. Действие электрического поля на атомы
вещества полупроводника изменяет состояние валентных электронов, облегчая
их переход в зону проводимости при тепловом возбуждении. Часть
необходимой для такого перехода энергии предоставляет электрическое поле,
созданное в полупроводнике. Этот эффект появляется при напряженности поля
и приводит к увеличению концентрации свободных носителей
заряда по закону
Ударная ионизация. В сильных электрических полях электрон за время
свободного пробега может приобрести энергию, достаточную для ионизации
атомов вещества, в результате чего в зоне проводимости появляется электрон,
а в валентной зоне - дырка. При этом сам электрон еще сохранит энергию,
достаточную для пребывания в зоне проводимости, т. е. в результате ударной
ионизации этот электрон лишь смешается в пределах зоны проводимости
с верхнего уровня на нижний, порождая два дополнительных носителя заряда.
Концентрация свободных носителей увеличивается до таких значений, при
которых ее возрастание станет компенсироваться обратным процессом
рекомбинации.
Электростатическая ионизация. Сильное электрическое поле может до
такой степени изменить конфигурацию энергетических зон полупроводника,
что уровни валентных электронов одного атома станут соответствовать
уровням зоны проводимости на небольшом расстоянии от этого атома. В этих
условиях появляется возможность туннельного перехода валентных электронов
в зону проводимости через малый пространственный интервал, разделяющий
эти зоны.
Энергия электронов в таком процессе не изменяется.
Рассмотренные зависимости подвижности носителей заряда
в полупроводниках и их концентрации от приложенного поля приводят
к существенным отклонениям от закона Ома при напряженностях полей,
больших 10
4
В/м, а при меньших полях однородный полупроводниковый
резистор ведет себя как линейный элемент, т. е. его сопротивление не зависит
от приложенного напряжения. Для создания резистора, нелинейного и при
слабых электрических полях, используется специальная технология
изготовления, при которой весь объем полупроводника оказывается состоящим
из громадного количества p-n-переходов, расположенных хаотически
и имеющих хаотические электрические характеристики. Это достигается
93
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- …
- следующая ›
- последняя »
