Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 253 стр.

             Выясним, выполняется ли в полупроводниках закон Ома, дифференциальная фор-
       ма которого для участка цепи, несодержащего сторонней силы, запишется так:
                       r    r
                       j = σЕ .                                             (12.3)

             Так как по формуле       σ = е(nun + pu p ),   то закон Ома будет выполняться,
       если концентрация электронов и дырок, а также их подвижность не будут зависеть от
                                         r
       напряженности внешнего поля       Е.
                                                                                     л
             Рассмотрим случай слабого поля. Так как подвижность                 u~     , а
                                                                                     V
         r     r              r                                                       r
        V = V0 тепл. движ. + Vдрейфа ≅ V0 , то подвижность    u не будет зависеть от E (от
        r           r
        E зависит Vдрейфа - скорость направленного движения под действием электрическо-
                                  r
       го поля). Не зависит от E и концентрация носителей заряда n. Следовательно, при
       слабых электрических полях закон Ома выполняется.
                                                                        r
             В случае сильного электрического поля скорость дрейфа     Vдрейфа   может срав-
                                                     r
       ниться со скоростью теплового движения       V0 . Отсюда следует, что результирующая
                                                                              r
             V
       скорость       является функцией       напряженности внешнего поля Е , а тогда и

               ( ) и σ = σ (E ). То есть закон Ома в этом случае не выполняется. Расче-
             r                    r
        u =u E
       ты дают, что
                        r   r1
                        j ≅ E 2.
             Увеличение результирующей скорости носителей заряда под действием внешне-
       го электрического поля эквивалентно повышению температуры электронного газа.
       Поэтому такой эффект называется разогревом электронного газа, а электроны, имею-
       щие среднюю кинетическую энергию выше средней кинетической энергии атомов ре-
       шетки, - горячими электронами.
             Под действием сильных электрических полей могут произойти новые физичес-
       кие процессы, благодаря которым изменится и концентрация носителей зарядов n. К
       этим явлениям можно отнести:
             1) термоэлектронную эмиссию (переход электронов в зону проводимости через
       запретную зону за счет работы внешнего поля);
             2) ударную ионизацию электронами зоны проводимости атомов решетки;

                                                                                        269




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