Физические основы микроэлектроники. Гатько Л.Е - 23 стр.

UptoLike

23
()
=
kT2
E
expNNn
2
1
vci
,
где
N
c
, N
v
- эффективные плотности квантовых состояний в зоне
проводимости и в валентной зоне соответственно;
Е
с
- энергия дна зоны
проводимости;
Е
v
- энергия потолка валентной зоны;
Е - ширина
запрещенной зоны;
Е
i
- энергия середины запрещенной зоны, равная
2
EE
E
vc
i
+
=
.
Выразим энергию середины запрещенной зоны
E
i
и энергию
уровня Ферми
E
f
в донорном и акцепторном полупроводнике через
соответствующие потенциалы
.qE
,qE
,qE
fpfp
fnfn
ii
ϕ
ϕ
ϕ
=
=
=
(3.1)
Знак минус означает в данном случае отрицательный заряд электрона.
С учетом (1) концентрации основных носителей заряда вдали от p-n-
перехода (равновесных носителей) могут быть выражены равенствами
,expnn
,expnp
T
ifn
in
T
fpi
ip
=
=
ϕ
ϕϕ
ϕ
ϕϕ
(3.2)
где
ϕ
Т
- температурный потенциал,
ϕ
Т
= kT
/
q;
ϕ
fр
,
ϕ
fn
- потенциалы
уровня Ферми в р- и n -полупроводнике соответственно.
Как видно (см. рис.3.1,в), контактная разность потенциалов
определяется соотношением
fnfpk
ϕϕϕ
=
. (3.3)
Контактную разность потенциалов можно выразить через равновесные
концентрации электронов и дырок