Концентрация собственных носителей заряда

Так как при каждом акте возбуждения в собственном полупроводнике одновременно образуются два заряда, противоположных по знаку, то общее количество носителей будет в два раза больше числа электронов в зоне проводимости, т.е.

n_oi=p_oi, n_oi+p_oi=2 n_oi (3.1)

В результате процессов генерации и рекомбинации при любой температуре тела устанавливается равновесная концентрация возбужденных носителей:

электронов

n_oi=2N_cexp() (3.2)

дырок

p_oi=2N_Bexp() (3.3)

 W - ширина запрещенной зоны полупроводника,
N_c - эффективная плотность состояния (число энергетических уровней в единице объема ПП) в свободной зоне,

N_B - то же в валентной зоне.

Коэффициент 2 показывает, что на каждом уровне могут находиться по два электрона с противоположными спинами.

- постоянная Больцмана.

В случае собственной электропроводности

n_i=p_i, но J_n> J_p

т.к. подвижность электрона больше подвижности дырки. А подвижность µ есть отношение скорости перемещения носителя к напряженности электрического поля в ПП:

 = (3.4)

Следовательно, в поле кристаллической решетки электроны и дырки обладают различной инерционностью, т.е. отличаются друг от друга эффективными массами. В большинстве случаев, следовательно, собственная электропроводность полупроводника имеет слабо преобладающий электронный характер.

Дата добавления: 2014-01-03