ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
59
В качестве примера рассмотрим положение уровня Фер-
ми в кремниевом образце n-типа при комнатной температуре.
Полагая n = N
d
, имеем
d
c
cF
N
N
kTEE ln−= . (3.26)
Равенство n = N
d
нарушается при низкой концентрации
доноров, если полупроводник почти собственный, а также
при высоких концентрациях, когда доноры неполностью ио-
низованы. Последнее условие особенно интересно при низких
температурах.
Рассмотрим почти собственный полупроводник n-типа.
Здесь вклад в электронную концентрацию вносят как ионизо-
ванные доноры, так и собственный процесс генерации. Элек-
тронную концентрацию можно получить, если к основному
соотношению
2
i
nnp = ,
пригодному для равновесных условий, добавить условие
электрической нейтральности
pNn
d
+= .
Это приводит к уравнению 0
22
=−−
id
nnNn для элек-
тронной концентрации, которое имеет приближенные реше-
ния:
).(,
);(,
);(,
2
1
);(,
2
idd
id
d
i
d
iddi
idi
nNNn
nN
N
n
Nn
nNNnn
nNnn
>>=
>+=
<+=
<<=
(3.27)
60
4. Явления переноса в полупроводниках
4.1. Электрическая проводимость
и подвижность электронов
В тех случаях, когда на полупроводники действуют неко-
торые внешние факторы, возникает ненулевая упорядоченная
скорость носителей заряда. Как следствие, состояние термо-
динамического равновесия в полупроводнике нарушается.
Связанные с этим явления называют явлениями переноса.
Внешнее возбуждение может иметь самый разнообразный ха-
рактер − электрический, тепловой или оптический. Поэтому
конкретные проявления эффектов переноса могут быть раз-
личными. В дальнейшем будем рассматривать дрейфовую и
диффузионную электропроводности.
Движение носителей заряда в образце полупроводника
может возникать, прежде всего, под действием электрическо-
го поля или разности потенциалов. Образующийся электриче-
ский ток принято называть дрейфовым. Кроме того, движение
носителей может обусловливаться пространственной неодно-
родностью их концентрации. При этом возникает так назы-
ваемый диффузионный ток.
В однородном полупроводнике свободные электроны,
появившиеся за счет теплового возбуждения, совершают хао-
тические движения. Траектория отдельно взятого электрона
прямолинейна до тех пор, пока не произойдет столкновения.
Столкновения могут возникать по ряду причин: из-за нару-
шения периодичности потенциала под действием тепловых
колебаний решетки (фононов), из-за дефектов решетки, раз-
личных примесей, взаимодействий с другими носителями за-
ряда и т.д. Средний ток в любом выбранном направлении ра-
вен нулю. Среднее расстояние между двумя последователь-
ными столкновениями называется длиной свободного пробега
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- …
- следующая ›
- последняя »
