Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВлГУ | Владимир

Составители: 

Рубрика: 

8
где
c
N ,
υ
N - эффективные плотности квантовых состояний в зоне
проводимости и валентной зоне соответственно, для кремния
325
м108,2
−
⋅=
c
N ,
325
м1002,1
−
υ
⋅=N ;
c
E - энергия дна зоны проводимости;
υ
E
- энергия потолка валентной зоны;
F - энергия уровня Ферми; k – постоянная
Больцмана, k=8,65⋅10
-5
эВ = 1,38⋅10
-23
Дж/К;
Т - абсолютная температура, К.
В соответствии с (1.1) концентрация
электронов в зоне проводимости
беспримесного (собственного)
полупроводника равна концентрации дырок
в валентной зоне
kT
EE
kT
EE
cii
iic
eNeNpn
υ
−
−
υ
−
−
=== , (1.2)
где
i
E – энергия середины запрещенной
зоны.
Энергию любого уровня можно
выразить через потенциал
V электрического
поля 0
>⋅−=
V
q
E
, 0>⋅−=
F
VqF , где q -
заряд электрона. Это позволяет определить концентрации свободных
носителей в примесных полупроводниках в виде
T
Fi
i
VV
i
kT
EF
i
enenn
ϕ
−
−
== ,
T
iF
VV
i
enp
ϕ
−
= , (1.3)
где
q
kT
T
=ϕ
- температурный потенциал.
Используя выражения (1.3), определим концентрации основных
носителей за пределами слоя объемного заряда в
p
+
и n-областях
T
pF
VV
ip
enp
ϕ
−
= , (1.4)
T
Fn
VV
in
enn
ϕ
−
= , (1.5)
где
p
V
и
n
V
– потенциалы середины запрещенной зоны для областей p
+
и
n-типа.
Из рис. 1.6 следует, что в переходной области
p
+
-n перехода
происходит изгиб энергетических уровней на величину
E
x
p
x
n
x
Рис. 1.5. Распределение
напряженности электрическо-
го поля в
p и n-областях
qV
k
E
с
F
υ
Е
Рис. 1.6. Энергетическая
диаграмма p
+
-n перехода

Страницы