Электропроводность полупроводников

Основные и неосновные носители зарядов.

Те носители, концентрация которых в данном полупроводнике больше, носят название основных, а те, которых меньше – неосновных. Так, в полупроводнике n-типа электроны являются основными носителями зарядов, а дырки – неосновными (n_n и p_n соответственно). Концентрация свободных электронов в зоне проводимости может быть различной. В большинстве случаев используются слаболегированные полупроводники; электроны в этом случае заполняют незначительную часть уровней в зоне проводимости. Такое состояние называют невырожденным. В полупроводнике p-типа основные носители – дырки (p_p), а неосновные – электроны (n_p). Примесная электропроводность для своего появления требует меньших энергетических воздействий (сотые или десятые доли электронвольта), чем собственная, поэтому она обнаруживается при более низкой температуре, чем собственная электропроводность полупроводника. В примесном полупроводнике при данной температуре справедливо соотношение:

p·n = n_i² (3.5)

При нормальной температуре можно считать, что все примеси ионизированы. Тогда, например, в электронном полупроводнике концентрация основных носителей:

n_n  N_д, а p_n  n_i²/N_д

а в дырочном:

p_p  N_a, a n_p  n_i²/N_a.

Полупроводник, не содержащий примесей, в нормальных условиях обладает так называемой собственной проводимостью или проводимостью типа i. Собственная проводимость обусловлена генерацией пар “электрон-дырка”. Если концентрация электронов в зоне проводимости – n_i, а дырок в валентной зоне – p_i и n_i = p_i,то собственная проводимость полупроводника:

σ_i = n_i е (μ_n + μ_p) (3.6)

В примесном полупроводнике n  p, поэтому электропроводность выражается следующей формулой:

σ = е (μ_nn + μ_pp) (3.7)

Дата добавления: 2014-01-03