Основы физики и химии полупроводников - 43 стр.

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ВГУ | Воронеж

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ɉɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ ɩɪɢ ɪɚɫɫɟɹɧɢɢ ɧɚ ɩɪɢɦɟɫɹɯ (ɧɢɡɤɢɟ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ) ɧɟ
ɛɭɞɟɬ ɡɚɜɢɫɟɬɶ ɨɬ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ.
u
ɩɪ
~ const. (4.1`)
ɉɪɢ ɬɟɩɥɨɜɨɦ ɪɚɫɫɟɢɜɚɧɢɢ ɞɥɹ ɦɟɬɚɥɥɨɜ ɩɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ ɛɭɞɟɬ ɨɛɪɚɬɧɨ
ɩɪɨɩɨɪɰɢɨɧɚɥɶɧɚ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ:
u
ɬ
~ Ɍ
–1
.
(4.2`)
Ⱦɥɹ ɨɫɨɛɨ ɱɢɫɬɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ, ɜ ɤɨɬɨɪɵɯ ɫɨɞɟɪɠɚɧɢɟ ɩɪɢɦɟɫɟɣ
ɧɢɱɬɨɠɧɨ, ɨɫɧɨɜɧɵɦ ɦɟɯɚɧɢɡɦɨɦ ɪɚɫɫɟɹɧɢɹ ɤɚɤ ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ ɜɵɫɨɤɢɯ, ɬɚɤ ɢ
ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ ɧɢɡɤɢɯ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪ, ɛɭɞɟɬ ɬɟɩɥɨɜɨɟ ɪɚɫɫɟɹɧɢɟ.
4.3. Ɋɚɫɱɟɬ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɣ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
Ȼɟɫɩɪɢɦɟɫɧɵɟ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ, ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɤɨɬɨɪɵɯ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɚ
ɧɚɥɢɱɢɟɦ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɞɵɪɨɤ, ɤɚɤ ɝɨɜɨɪɢɥɨɫɶ ɜɵɲɟ,
ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɦɢ (ɫɦ. ɩ. 2.3). ɉɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɬɚɤɢɯ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɣ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶɸ.
ȼ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɧɚɥɢɱɢɟɦ ɜ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɦ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ ɞɜɭɯ ɬɢɩɨɜ
ɧɨɫɢɬɟɥɟɣ – ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɞɵɪɨɤ – ɭɞɟɥɶɧɚɹ ɷɥɟɤɬɪɨɩɪɨɜɨɞɧɨɫɬɶ ɟɝɨ
ɫɤɥɚɞɵɜɚɟɬɫɹ ɢɡ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ı
n
= qn
i
u
n
, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɨɣ ɧɚɥɢɱɢɟɦ
ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɢɦɟɸɳɢɯ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɸ n
i
ɢ ɩɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ u
n
, ɢ
ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ı
p
= qp
i
u
p
, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɨɣ ɧɚɥɢɱɢɟɦ ɞɵɪɨɤ, ɢɦɟɸɳɢɯ
ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɸ ɪ
i
ɢ ɩɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ u
p
. Ɍɚɤ ɤɚɤ n
i
= p
i
, ɬɨ ɩɨɥɧɚɹ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ
ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɝɨ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ
ı
i
= ı
n
+ ı
p
= qn
i
(u
n
+ u
p
). (4.4)
ɋɨɝɥɚɫɧɨ (3.32), ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɞɵɪɨɤ ɜ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɦ
ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ ɪɚɜɧɚ
kT
E
pn
i
e
h
kTmm
n
2
2
3
2
)
2
(2
'
S
,
ɝɞɟ ¨E – ɲɢɪɢɧɚ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɨɣ ɡɨɧɵ.
ɉɨɞɜɢɠɧɨɫɬɶ ɧɨɫɢɬɟɥɟɣ ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɣ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɨɩɪɟɞɟ-
ɥɹɟɬɫɹ (4.1,4.2). ɉɨɞɫɬɚɜɢɜ (3.32) ɢ (4.1,4.2) ɜ (4.4), ɩɨɥɭɱɢɦ
kT
E
e
2
0
'
VV
(4.5)
ɝɞɟ ɱɟɪɟɡ ı
0
ɨɛɨɡɧɚɱɟɧɨ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ, ɫɬɨɹɳɟɟ ɩɟɪɟɞ ɷɤɫɩɨɧɟɧɬɨɣ.
ɂɡ (4.4) ɜɢɞɧɨ, ɱɬɨ ɩɪɢ Ɍ Æ ı
i
Æ ı
0
. ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɟɫɥɢ ɛɵ
ɡɚɤɨɧɨɦɟɪɧɨɫɬɶ (4.4) ɨɩɪɚɜɞɵɜɚɥɚɫɶ ɩɪɢ ɫɤɨɥɶ ɭɝɨɞɧɨ ɜɵɫɨɤɢɯ ɬɟɦ-
ɩɟɪɚɬɭɪɚɯ, ɬɨ ı
0
ɜɵɪɚɠɚɥɨ ɛɵ ɭɞɟɥɶɧɭɸ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ
ɩɪɢ Ɍ Æ .
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