Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 88 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

88
а дырка появится в том месте, откуда ушёл электрон, и так далее. Такой
процесс заполнения дырок электронами равносилен перемещению дыр-
ки в направлении, противоположном движению электрона, так, как если
бы дырка обладала положительным зарядом, равным по величине заря-
ду электрона. Проводимость
собственных полупроводников, обу-
словленная квазичастицами – дырками, называется дырочной про-
водимостью или проводимостью p-типа.
Рис. 46. Зоны проводимости Рис. 47. Зоны проводимости
в полупроводнике n-типа в полупроводнике p-
типа
Таким образом, в собственных полупроводниках наблюдаются
два механизма проводимости: электронный и дырочный. Число элек-
тронов в зоне проводимости равно числу дырок в валентной зоне, так
как последние соответствуют электронам, возбужденным в зону прово-
димости. Следовательно, если концентрации электронов проводимости
и дырок обозначить соответственно n
e
, и n
р
, то
e p
n n
=
(104).
Проводимость полупроводников всегда является возбужденной,
то есть появляется только под действием внешних факторов (темпера-
туры, облучения, сильных электрических полей и т. д.).
В собственном полупроводнике уровень Ферми находится в сере-
дине запрещенной зоны (рис. 47). Действительно, для переброса элек-
трона с верхнего уровня валентной зоны на нижний уровень зоны про-
водимости затрачивается энергия активации, равная ширине запрещен-
ной зоны ∆E. При появлении же электрона в зоне проводимости в ва-
лентной зоне обязательно возникает дырка. Следовательно, энергия, за-
траченная на образование пары носителей тока, должна делиться на две
равные части. Так как энергия, соответствующая половине ширины за-
прещенной зоны, идёт на переброс электрона и такая же энергия затра-
чивается на образование дырки, то начало отсчета для каждого из этих
процессов должно находиться в середине запрещенной зоны. Энергия
Ферми в собственном полупроводнике представляет собой энергию, от
которой происходит возбуждение электронов и дырок.
Вывод о расположении уровня Ферми в середине запрещённой
зоны собственного полупроводника может быть подтвержден матема-

Страницы