Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Собственная и примесная проводимости полупроводника





Тема 1.1 Физические основы электронной техники.

 

Поскольку в чистых полупроводниках при температурах отличных от абсолютного нуля под влиянием тепловых фононов постоянно идут процессы генерации и рекомбинации носителей зарядов, то статистически можно считать, что с момента генерации до момента рекомбинации пройдет время, называемое временем жизни носителей заряда. для дырок и для электронов. За это время электрон и дырка пройдут в пространстве кристалла некоторое расстояние, называемое диффузной длиной и . Диффузионная длина и время жизни связаны между собой отношениями:

(1)

где и - коэффициенты и диффузии электронов и дырок. Диф­фузия электронов и дырок возникает в случае, если в какой-то области про­странства кристалла их концентрация превысит среднюю концентрацию этих

носителей заряда по всему кристаллу. Диффузное движение электронов и дырок называется током диффузии.

Если кристаллу полупроводника приложить разность потенциалов, то есть создать электрическое поле напряженностью Е, то хаотическое движение носителей заряда станет более упорядоченным. Электроны и дырки будут двигаться в различных направлениях :электроны к положительному электроду источника ЭДС, а дырки к отрицательному электроду, Движение под воздействием внешнего поля называется дрейфом

 

 


 

Таким образом при подключении чистого полупроводника к источни­ку ЭДС Е в нем могут наблюдаться ток дрейфа и ток диффузии, которые как слеует из (5) зависят от концентраций n электронов и p дырок, которые в чистых полупроводниках незначительны. Повысить количество носителей зарядов можно путем введения примесей. Примеси бывают акцепторные и донорные. Если в кристаллическую решетку кремния ввести валентные фосфор Р и мышьяк Sb, то пятый валентный электрон оказывается избыточ­ным и не охваченным ковалентными связями. Он легко переходит в меж­атомное пространство, атом примеси оказывается положительно заряженным ионом, но в целом электронейтральность кристалла не нарушается так как количество положительно заряженных ионов равно количеству свободных электронов. Такой примесный полупроводник имеет ярко выраженную элек­тронную проводимость и называется полупроводником n - типа. Если в кри­сталлическую решетку кремния вест валентные индий In, алюминий Аl или мышьяк As, то атомы примеси образуют устойчивую электронную оболочку за счет электрона, отобранного у соседнего атома кремния При этом в кристаллической решетке появляются отрицательно заряженный ион примеси и положительно заряженный ион кремния. Электронейтральность кристалла сохраняется, но примесный полупроводник приобретает ярко вы­раженную дырочную проводимость р - типа.

Преобладающий в примесном полупроводнике тип носителей заряда называется основным, а оставшиеся от генерируемых в чистом полупровод­нике носители заряда противоположного знака по отношению к основным называются неосновными носителями заряда.

Если концентрации акцепторных и донорных примесей превысят оп­ределенный порог, то разрешенные уровни энергий сильно расцепляются за­полняя собой всю запрещенную зону и полупроводник становится подобен металлу. В этом случае он называется вырожденным.





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 344; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.001 сек.