Поведение материалов в электрическом поле. Королёв А.П - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

36
В собственном полупроводнике уровень
Ферми E
F
находится в середине запрещенной
зоны (E
C
– дно зоны проводимости, E
V
– по-
толок валентной зоны) между E
C
и E
V
нахо-
дится запрещённая зона. В отличие от ме-
таллов, где свободные электроны существу-
ют всегда, в полупроводниках электроны,
чтобы стать свободными, должны преодо-
леть запрещённую зону и попасть в зону
проводимости.
Свойства полупроводников очень силь-
но зависят от содержания примесей, даже в
малых количествах. От наличия примеси
зависит не только величина проводимости, но и характер её температур-
ной зависимости.
3.1. СОБСТВЕННЫЕ И ПРИМЕСНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ.
ОСНОВНЫЕ И НЕОСНОВНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА
Собственные полупроводники – это полупроводники, в которых
можно пренебречь влиянием примесей на электропроводность при данной
температуре ввиду их малого количества. В них отсутствуют легирующие
элементы, которые вводят на этапе выращивания кристалла для обеспече-
ния нужной величины удельного сопротивления.
При температурах, отличных от нуля, некоторые из электронов за
счёт тепловых флуктуаций преодолевают потенциальный барьер и оказы-
ваются в зоне проводимости. В собственном полупроводнике при перехо-
де электрона в зону проводимости в валентной зоне образуется дырка –
положительный заряд, по модулю равный заряду электрона. Благодаря
существованию дырок электроны валентной зоны тоже принимают уча-
стие в процессе электропроводности за счёт перехода по дыркам на более
высокие разрешённые уровни валентной зоны. Таким образом, в этой зоне
дырки движутся навстречу электронам, неся положительный заряд и об-
ладая некоторой эффективной массой.
Чем выше температура и меньше ширина запрещённой зоны, тем
выше скорость тепловой генерации носителей заряда – электронов и ды-
рок. Одновременно с генерацией в полупроводнике происходит противо-
положный процесс – рекомбинация, т.е. возвращение электрона в валент-
ную зону и исчезновение пары свободного электрона и дырки.
Примесные полупроводники или легированные – это полупровод-
ники, содержащие донорные или акцепторные атомы или стехиометриче-
ски избыточные атомы в количестве, сравнимом с количеством собствен-
ных носителей заряда. Количеством примесей в полупроводниках и поло-
Рис. 3.1. Энергетические
зоны собственного
полупроводника

Страницы