Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

принимают температуру T
i
, при которой концентрация носителей в
собственном полупроводнике совпадает с концентрацией носителей в
донорном полупроводнике в области истощения примеси, n
i
(T
i
) = N
d
:
T
i
= E
g
[ k ln(N
C
N
V
/N
d
2
)]
– 1
(29)
Согласно этому уравнению, чем шире запрещенная зона полупроводника
и чем выше концентрация примеси, тем выше температура перехода к
собственной проводимости. При N
d
= 10
22
м
– 3
, что составляет ~ 0,001% от
основных атомов, T
i
в германии равна 480 К, а в кремнии она же
составляет 650 К. Значение T
i
определяет предельную температуру
работы большинства электронных приборов.
Формулы для акцепторного полупроводника имеют тот же вид, что и
для донорного полупроводника при замене N
C
на N
V
и E
d
на Е
а
.
Зависимость химического потенциала от температуры для акцепторного
полупроводника представлена на рисунке 22б.
В донорном полупроводнике электроны являются
основными
носителями. В то же время, при температурах выше абсолютного нуля
имеется некоторое количество дырок, которые в данном случае являются
неосновными носителями. В акцепторном полупроводнике основными
носителями являются дырки, а неосновными – электроны. Соотношение
между концентрациями основных и неосновных носителей определяется
законом действующих масс согласно формулам (17) и (21). Его можно
сформулировать так: произведение концентрации электронов и дырок в
полупроводнике не зависит от его легирования, а зависит только от
температуры; это произведение равно квадрату
концентрации
носителей в собственном полупроводнике.Отсюда вытекает, что в области
примесной проводимости концентрация неосновных носителей
оказывается намного меньшей, чем в собственном полупроводнике при
той же температуре.
4.3. Электропроводность полупроводников.
Из формулы (50) части 3 видно, что электропроводность вещества
определяется концентрацией носителей заряда и их подвижностью. В то
время как в металлах носителями
заряда являются квазисвободные
электроны, удельная электрическая проводимость полупроводников в
общем случае определяется как электронами (n), как и дырками (р):

Страницы