Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 6 Валентная, запрещенная зона и зона проводимости в диэлектрике и полупроводнике:
E
с
– это зоны проводимости; E
g
– ширина запрещенной зоны;
E
v
– потоки валентной зоны
Рис. 7 Зависимость сопротивления твердых тел от
температуры:
I – металлы; II – полупроводники и диэлектрики
Такая энергетическая схема относится только к собственным полупроводникам, получаемым в результате высокой
степени очистки.
На рис. 7 приведены зависимости сопротивления от температуры. Из них видно, что сопротивление металла при Т = 0
стремится к нулю, в то время как для полупроводников и диэлектриков оно приближается к бесконечности. Таким образом,
становится очевидно, что различие в электропроводности (величине, обратной сопротивлению) между металлами и
полупроводниками качественное, а между полупроводниками и диэлектриками – количественное.
Проводимость у полупроводников возникает лишь в результате возбуждения электронов. Возбуждение может
осуществляться путем нагрева или возбуждения. Возбуждение проводимости означает перевод электронов из валентной
зоны в зону проводимости.
σ
ме
= 7 … 8 ⋅ 10
4
Ом
-1
⋅ см
-1
; σ
полупр
≈ 10
-14
Ом
-1
⋅ см
-1
.
6.2 Понятие о дырках
Под действием внешнего возбуждения, например при повышении температуры, электроны валентной зоны могут
переходить на свободные уровни, оставляя на своем месте пустое место, именуемое фиктивной микрочастицей или дыркой.
Таким образом, электроны перемещаются вверх по энергетической лестнице, а дырки – вниз. На рис. 8 приведена
иллюстрация этого процесса для собственного полупроводника.
При абсолютном нуле валентная зона укомплектована не полностью, а зона проводимости, расположенная над
валентной зоной на расстоянии Е
g
, является пустой. Поэтому при абсолютном нуле собственный проводник, как и
диэлектрик, обладает нулевой проводимостью (рис. 8, а).
Однако при повышении температуры вследствие термического возбуждения электронов валентной зоны часть из них
приобретает энергию, достаточную для преодоления запрещенной зоны и перехода

Страницы