Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

21
квантового числа): 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d и т.д. Количество элек-
тронов на подоболочках приведено в таблице:
Подоболочка s p d f g
Число электронов 2 6 10 14 18
Количество оболочек и подоболочек, заполненных элек-
тронами, зависит от порядкового номера элемента и для крем-
ния и германия приведено в таблице:
Первая
оболочка
Вторая
оболочка
Третья
оболочка
Четвертая
оболочка
Материал 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Si 2 2 6 2 2
Ge 2 2 6 2 6 10 2 2
При сближении атомов, первоначально отстоявших дале-
ко друг от друга, до расстояния между ближайшими соседями
в кристалле энергетические состояния электронов внешних
оболочек в изолированном атоме расширяются.
В качестве примера рассмотрим атомы кремния. Изоли-
рованный атом кремния содержит во внешней оболочке два
3s- электрона и два 3p-электрона. При сближении атомов
E
E
C
Eg
E
V
Рис.1.10. Зонная диаграмма полупроводника
22
энергетические уровни для 3s- и 3p-электронов расширяются
в четыре зоны, которые при еще меньшем расстоянии между
ближайшими соседями перекрываются довольно сложным
образом. При действительном расстоянии между ближайши-
ми соседями d
0
зона заполненных энергетических уровней от-
деляется от зоны пустых энергетических уровней узкой за-
прещенной зоной. Ниже запрещенной зоны находится ва-
лентная зона, а выше нее − зона проводимости (рис. 1.10).
Электроны валентной зоны участвуют в образовании кова-
лентных связей, удерживающих атомы кристалла.
Экспериментально обнаружена температурная зависи-
мость ширины запрещенной зоны:
ET E
T
T
gg
() ()=−
+
0
2
α
β
.
Значения для ширины запрещенной зоны и коэффициен-
тов температурной зависимости для некоторых полупровод-
никовых материалов приведены в таблице:
Материал E
g
(0)
α * 10
-4
β
GaAs 1,519 эВ 5,405 204
Si 1,170 эВ 4,73 636
Ge 0,7437 эВ 4,774 235
Ge
Si
GaAs
Рис.1.11 . Графики зависимости ширины запрещенной зоны от
температуры

Страницы