Исследование электрофизических свойств полупроводников. Миттова И.Я - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
1. Удельная электропроводность
Измерение температурной зависимости удельной электропроводности
позволяет установить термическую ширину запрещенной зоны ∆E
0
полупроводника и энергии активации примесных уровней.
Удельную электропроводность можно выразить через произведение
элементарного заряда носителей тока (e = 1.60 ×10
-19
Кл - заряд электрона),
концентрации носителей тока n, и подвижности носителей µ:
σ = enµ (1)
Теоретическая зависимость удельной электропроводности собственного
полупроводника от температуры имеет вид:
lnσ = lnσ
0
- ∆E
0
/(2kT), (2)
где σ
0
- удельная электропроводность при T = ∞;
k = 1.38 ×10
-23
Дж/град - постоянная Больцмана.
В координатах lnσ - 1/T уравнение (2) имеет вид прямой . В случае
примесного полупроводника ход температурной зависимости при низких
температурах определяется энергией активации примесных уровней, а при
высоких - шириной запрещенной зоны полупроводника . Для примесного
невырожденного полупроводника с одним примесным уровнем температурная
зависимость удельной электропроводности отображена на рис. 1.
Если имеется несколько примесных уровней, то линия будет иметь
соответствующее число изломов .
Итак, термическую ширину запрещенной зоны рассчитаем по первому
участку:
tgβ = ∆E
0
/2k (3а) 
                                             4
      1. У дел ьная э л ектропроводность
      И зме ре ние   те мпе ратурной зависимости уде льной эле ктропроводности
позволяе т     установить   те рмиче скую        ш ирину   запре щ е нной   зоны   ∆E0
полупроводника и эне ргии активации приме сны х уровне й.
      У де льную     эле ктропроводность мож но вы разить че ре з произве де ние
эле ме нтарного заряда носите ле й тока (e = 1.60 ×10-19 К л - заряд эле ктрона),
конце нтрации носите ле йтока n, и подвиж ности носите ле йµ:

                                            σ = enµ                                 (1)

      Т е оре тиче ская зависимость уде льной эле ктропроводности собстве нного
полупроводника от те мпе ратуры име е т вид:

                                 lnσ = lnσ0 - ∆E0 /(2kT),                           (2)

      где σ0 - уде льная эле ктропроводность при T = ∞;
           k = 1.38 ×10-23 Д ж /град - постоянная Больцмана.
      В координатах lnσ - 1/T уравне ние (2) име е т вид прямой. В случае
приме сного полупроводника х од те мпе ратурной зависимости при низких
те мпе ратурах опре де ляе тся эне ргие й активации приме сны х уровне й, а при
вы соких     - ш ириной запре щ е нной зоны        полупроводника. Д ля приме сного
не вы рож де нного полупроводника с одним приме сны м уровне м те мпе ратурная
зависимость уде льнойэле ктропроводности отображ е на на рис. 1.
      Е сли име е тся не сколько приме сны х уровне й, то линия буде т име ть
соотве тствую щ е е числоизломов.
      И так, те рмиче скую ш ирину запре щ е нной зоны рассчитае м по пе рвому
участку:

                                       tgβ = ∆E0 /2k                               (3а)

Страницы