Физические основы микроэлектроники. Гатько Л.Е - 13 стр.

UptoLike

13
Теоретическая часть
Согласно квантовой теории электропроводности металлов,
выражение для удельного сопротивления металлов имеет вид
lnq
m
2
fe
ϑ
ρ
=
, (2.1)
где
q - заряд электрона; m
e
-масса электрона: n - концентрация
электронов проводимости в металле;
l и
f
ϑ
- средняя длина
свободного пробега и средняя скорость теплового движения электрона
с энергией Ферми. На основании соотношения (1) можно показать, что
сопротивление металлов линейно возрастает с ростом температуры.
В отличие от металлов сопротивление собственных
полупроводников уменьшается с ростом температуры, изменяясь по
закону
kT2
E
expRR
0
= , (2.2)
где
- постоянная величина;
0
R
vc
EEE
=
- ширина запрещенной
зоны полупроводника;
- энергия, соответствующая дну зоны
проводимости;
- энергия, соответствующая потолку валентной
зоны;
k - постоянная Больцмана; T - температура.
c
E
v
E
График зависимости
T
1
Rln
представляет собой прямую
линию, по наклону которой можно определить ширину запрещенной
зоны
E
.
У собственных полупроводников отсчитанное от потолка
валентной зоны значение уровня Ферми
равно
f
E
*
e
*
p
f
m
m
lnkT
4
3
2
E
E +=
, (2.3)
где
- эффективные массы дырки и электрона.
*
e
*
p
m,m