ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
73
Рассуждая аналогично, убеждаемся, что всегда, в том чис-
ле и в равновесном состоянии, градиент концентрации связан
с некоторым электрическим полем.
T
p
p
n
n
e
kT
D
D
ϕ
µµ
=== .
Здесь
T
ϕ
− температурный потенциал. При T=300K
T
ϕ
=26
мВ.
Соотношения Эйнштейна, относящиеся как к равновесно-
му, так и к неравновесному состояниям, применимы при не
слишком высоких концентрациях легирующих примесей, т. е.
лишь для невырожденного полупроводника.
4.6. Электрические поля в полупроводниках
Рассмотрим случай, когда вдоль монокристалла полупро-
водника n-типа в виде стержня прикладывается электриче-
ское поле. Как видно из рис. 4.4, каждый электрон под воз-
действием приложенного электрического поля приобретает
энергию, соответствующую его положению в зонной струк-
туре. Электроны в проводящей зоне будут дрейфовать в поле
по направлению к положению с наименьшей энергией элек-
трона на диаграмме, а дырки в валентной зоне будут дви-
гаться в противоположном направлении: вверх по диаграмме
зон. Следует, однако, заметить, что концентрация дырок в
образце полупроводника n-типа очень незначительная. Ус-
ловно принимается, что дрейф носителей зарядов обоих ти-
пов отвечает току в направлении от точки с высоким потен-
циалом к точке с низким потенциалом.
74
E Электрическое поле
E
C
E
F
E
i eU
E
V
Рис. 4.4. Зонная диаграмма для стержня из однородного
полупроводника n-типа в присутствии внешнего
электрического поля
Электрическое поле Е
х
в какой-либо точке х задается вы-
ражением
dx
xd
E
x
)(ϕ
−= ,
где
)(xϕ
− электрический потенциал в этой точке.
С изменением приложенного потенциала должна меняться
зонная структура в целом. Поэтому, относя полученное
соотношение к потенциальной энергии электрона
)()( xexW
P
ϕ−= , получаем
dx
xdW
e
E
P
x
)(1
= .
Здесь
P
W может представлять собой энергии
c
E,
ν
E,
i
E
или
F
E. Заметим, что строение зон (например, ширина за-
прещенной зоны E
g
и положение уровня Ферми) определяет-
ся такими факторами, как кристаллическая структура, темпе-
ратура и содержание примеси в образце, и не зависит от
электрического поля.
Посмотрим, как будет выглядеть зонная структура
стержневого полупроводника с неоднородной проводимо-
стью. Выберем образец полупроводника n-типа, у которого
содержание примеси вдоль его длины различно. Внешнего
приложенного поля в этом случае нет. Для всех точек вдоль
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- …
- следующая ›
- последняя »
