Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

43
электрона мышьяка должен располагаться в запрещенной зоне на расстоянии
∆E
d
≈ 0,01–0,02 эВ от дна зоны проводимости (рис.2.3,а).
F
E
d
E
c
E
V
E
F
E A
E
c
E
V
E
а) б)
Рис.2.3. Примесная проводимость: а) донорная, б) акцепторная
Атомы примесей, являющиеся источниками электронов, называются
донорами, а энергетические уровни этих примесей – донорными уровнями.
Донорных уровней, имеющих одинаковое значение энергии, столько,
сколько атомов примесей в кристалле. Это объясняется тем, что атомы примеси
расположены достаточно далеко друг от друга и не взаимодействуют между
собой. Поэтому они не образуют своей кристаллической решетки. Их
энергетические уровни не расщепляются и не образуют собственной
энергетической зоны. Эти уровни называются локальными.
Уровень Ферми в полупроводнике, легированном донорной примесью, при
T = 0 К по-прежнему разделяет полностью заполненные и полностью пустые
энергетические уровни и, следовательно, располагается в запрещенной зоне
приблизительно посередине между донорными уровнями и дном зоны
проводимости.
При повышении температуры электроны легко покидают эти донорные
примесные уровни, переходят в свободную зону ( зону проводимости) и
обуславливают примесную электронную проводимость полупроводника
(проводимость n-типа). Концентрация этих электронов n, оказавшихся в зоне
проводимости, определяется точно так же, как в формуле (2.4):
2
d
E
kT
ne
−
, (2.6)
где E
d
– расстояние между донорным уровнем и дном зоны проводимости; k –
постоянная Больцмана.
Соответственно зависимость электропроводности σ от температуры T
примесного полупроводника n- типа определится выражением аналогичным
(2.5):
kT
E
d
e
2
0
−
⋅σ=σ
. (2.7) 
электрона мышьяка должен располагаться в запрещенной зоне на расстоянии
∆Ed ≈ 0,01–0,02 эВ от дна зоны проводимости (рис.2.3,а).


                                 Ec                                     Ec
              EF
                                 Ed

                                                      EF                EA
                                  EV                                    EV


                       а)                                        б)
            Рис.2.3. Примесная проводимость: а) донорная, б) акцепторная


     Атомы примесей, являющиеся источниками электронов, называются
донорами, а энергетические уровни этих примесей – донорными уровнями.
     Донорных уровней, имеющих одинаковое значение энергии, столько,
сколько атомов примесей в кристалле. Это объясняется тем, что атомы примеси
расположены достаточно далеко друг от друга и не взаимодействуют между
собой. Поэтому они не образуют своей кристаллической решетки. Их
энергетические уровни не расщепляются и не образуют собственной
энергетической зоны. Эти уровни называются локальными.
     Уровень Ферми в полупроводнике, легированном донорной примесью, при
T = 0 К по-прежнему разделяет полностью заполненные и полностью пустые
энергетические уровни и, следовательно, располагается в запрещенной зоне
приблизительно посередине между донорными уровнями и дном зоны
проводимости.
     При повышении температуры электроны легко покидают эти донорные
примесные уровни, переходят в свободную зону ( зону проводимости) и
обуславливают примесную электронную проводимость полупроводника
(проводимость n-типа). Концентрация этих электронов n, оказавшихся в зоне
проводимости, определяется точно так же, как в формуле (2.4):
                                            Ed
                                       −
                                           2 kT
                                 ne               ,                   (2.6)
где Ed – расстояние между донорным уровнем и дном зоны проводимости; k –
постоянная Больцмана.
     Соответственно зависимость электропроводности σ от температуры T
примесного полупроводника n- типа определится выражением аналогичным
(2.5):
                                                      Ed
                                                  −
                                 σ = σ0 ⋅ e           2 kT   .                (2.7)



                                       43

Страницы