Составители:
Рубрика:
отрицательные частицы – электроны. Такие полупроводники называются
также полупроводниками n – типа, так как для них n>> p.
Если валентность примесных атомов на единицу меньше валентности
основных атомов решетки, (In в Ge, B в Si ), то такие примеси могут
захватить электрон, что приводит к возникновению дырки в валентной
зоне. Соответствующие примесные атомы называются
акцепторами, а
полупроводник называется
акцепторным или полупроводником р – типа,
поскольку носителями заряда в этом случае являются положительные
квазичастицы – дырки, причем концентрация дырок на много порядков
выше концентрации электронов: p>> n. Уровень примеси в таких
полупроводниках находится в запрещенной зоне вблизи потолка
валентной зоны; обычно на расстоянии Е
а
~ 0,01 эВ.(Рисунок 22б).
Рассмотрим теперь зависимость концентрации электронов на
примесных уровнях от температуры. В примесном полупроводнике
электроны могут переходить в зону проводимости не только из валентной
зоны, но и с донорных уровней, дырки же могут возникать при переходах
электронов из валентной зоны на акцепторные уровни. При этом следует
учесть , что
нахождение двух электронов на одном примесном донорном
уровне невозможно вследствие сильного межэлектронного отталкивания.
В результате донорный уровень может быть заселен не более чем
однократно. По той же причине акцепторный уровень не может быть
пустым, т.е. может быть заселен одно- или двукратно. С учетом этого
обстоятельства для вычисления вероятности нахождения электрона
на
примесном уровне в функцию распределения Ферми – Дирака вводится
так называемый фактор вырождения g. Для мелких доноров g = ½, для
мелких акцепторных уровней: g = 2. Таким образом, выражение для
концентрации электронов на примесном уровне можно получить, если
концентрацию примесных атомов N* умножить на функцию,
аналогичную (10):
f(E*) = (1 + g e
(E* -µ)/kT
)
– 1
(22)
г
г
д
д
е
е
E
E
*
*
-
-
э
э
н
н
е
е
р
р
г
г
и
и
я
я
п
п
р
р
и
и
м
м
е
е
с
с
н
н
о
о
г
г
о
о
у
у
р
р
о
о
в
в
н
н
я
я
.
.
При низких температурах, kT << E
g,
число электронов, попавших в зону
проводимости с донорных уровней, может на много порядков превышать
число электронов, возбужденных из валентной зоны. В этом случае
концентрация n электронов в зоне проводимости примерно равна числу
свободных мест на донорных уровнях, N
d
+
. Полагая в формуле (22) E* =
- E
d
, получим:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- …
- следующая ›
- последняя »
