Физико-химические основы РЭС - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

7.
Закон действующих масс.
8.
Сильнолегированные полупроводники.
Литература: [8, с. 142 – 171, 190 – 193]; [19, с. 5 – 19].
Лабораторная работа 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ХОЛЛОВСКОЙ
ПОДВИЖНОСТИ ОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА
Цель работы
: определение концентрации и холловской подвижности основных носителей заряда в
полупроводниках на основании измерений эффекта Холла.
Приборы и принадлежности
: электромагнит, источник тока, амперметр, потенциометр, нуль-
прибор, образец полупроводника.
Методические указания
Явление образования электрического поля
E
H
в направлении, перпендикулярном действию внешне-
го поля при помещении проводника в магнитное поле
В
,
называется эффектом Холла. Связь между
E
H
и
В
можно представить в виде
E
H
=
R
H
j B
,
(6.1)
где
j –
плотность тока;
R
H
–
постоянная Холла;
В –
напряжённость магнитного поля.
Поскольку в эксперименте измеряется разность потенциалов и ток, а не напряжённость электриче-
ского поля и плотность тока, то выражение (6.1) удобнее представить в виде
U
H
=
R
H
I B
/
d
, (6.2)
где
U
H
–
холловская разность потенциалов (ЭДС Холла);
I
– ток;
d –
толщина образца.
Постоянная Холла связана с параметрами полупроводника выражением:
2
22
)(
np
np
H
npe
np
e
r
R
µ+µ
µ−µ
=
, (6.3)
где
r –
константа (в нашем случае
r =
1,18);
e –
заряд электрона;
р
и
n –
концентрация дырок и электро-
нов;
p
µ
и
n
µ
– подвижность дырок и электронов.
В случае носителей заряда одного знака (примесный полупроводник в ионизированном состоянии)
выражение можно упростить: для
электронов
ne
rR
H
1
−=
; (6.4)
дырок
pe
rR
H
1
=
. (6.5)
Из этих выражений можно определить концентрацию носителей заряда, а
зная электропроводность полупроводника, и их подвижность
σ=µ
H
R
. (6.6)
Тип носителей можно определить с помощью рис. 6.1.
Если размещение зарядов на боковых поверхностях полупроводника соответ-
ствует рисунку, значит носители – электроны, если не соответствуют, значит –
дырки.
F
B
I
–e
Рис. 6.1. Схема определе
ния
типа носителей заряда:
I
– ток;
В –
напряжённость
магнитного поля;
F –
сила Лоренца

Страницы