Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 247 стр.

       водника   р   - типа. Она наносится при помощи катодного распыления. При освещении
       энергия квантов передается электронам валентной зоны полупроводника         р    - типа,
       которые, поглощая энергию, возбуждаются, переходя в зону проводимости (см. рис.10.1).
       Эти электроны из зоны проводимости полупроводника      р   - типа могут перейти в ме-
       таллическую пластинку. В результате динамическое равновесие, возникшее на        p−n
       - переходе, нарушается. Электроны из полупроводника      n   - типа получают возмож-
       ность опять переходить в полупроводник     p   - типа, так как там, в валентной зоне,
       возникли свободные места (на рис. 10.1 б) сплошные линии).
             Разность потенциалов в    p−n    - переходе увеличивается благодаря световому
       воздействию, и, если цепь фотоэлемента замкнута, то в ней возникает фототок. Его
       величина пропорциональна световому потоку, так как чем больше квантов падает на
       полупроводник     р   - типа, тем больше электронов переходит в зону проводимости.
       Такие фотоэлементы непосредственно преобразуют световую энергию в электричес-
       кую (солнечные батареи); на том же принципе основана работа фотосопротивлений.




                      11. Положение уровня Ферми и концентрация
                     свободных носителей заряда в полупроводнике
              Химический потенциал µ , вводимый в термодинамике при рассмотрении рав-
       новесия фаз, играет большую роль при описании свойств полупроводников. В приме-
       нении к электронному и дырочному газам в полупроводнике его называют уровнем
       Ферми.
              В металлах уровень Ферми определяет максимальную энергию электронов при
       абсолютном нуле температуры. Концентрация электронов в металлах сравнима по по-
       рядку величины с числом состояний в зоне проводимости, вследствие этого электрон-
       ный газ в металлах является вырожденным и описывается статистикой Ферми-Дирака.
       Концентрация электронов в зоне проводимости металлов практически не зависит от
       температуры.
              Иначе обстоит дело в полупроводниках. Будем рассматривать беспримесные
       полупроводники. В этом случае концентрация электронов в зоне проводимости и кон-
       центрация дырок в валентной зоне, очевидно, одинакова. Такие полупроводники на-
       зываются собственными полупроводниками. В силу относительно малой концентра-
       ции электронов в зоне проводимости и, естественно, дырок в валентной зоне в соб-
       ственных полупроводниках электронный и дырочный газ является невырожденным и
       распределение по энергетическим состояниям описывается классической статистикой
       Максвелла-Больцмана. Для таких полупроводников концентрация свободных носите-
       лей заряда зависит как от положения уровня Ферми, так и от температуры. Установим
       эту связь. Будем отсчитывать энергию от дна зоны проводимости.
              Воспользуемся формулой, с помощью которой можно рассчитать число элект-
       ронов, которые могут разместиться в интервале энергии от     Е   до   E + dE :
                                                                                          263




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com