Электропроводность полупроводников

Такая схема характерна для полупроводников и диэлектриков. Качественного отличия между ними нет, но есть количественное отличие - ширина запрещенной зоны (у диэлектриков она >>, чем у полупроводников).

При T = 0 K, если приложить электрическое поле, то тока не будет, т. к. электронам некуда переходить.

Если T >> 0 K (300_­ K), то в полупроводниках этой температуры будет достаточно, чтобы некоторые электроны перешли из валентной зоны в зону проводимости.

Процесс образования пары электрон-дырка под действием тепловой энергии называется термогенерацией.

Процесс, обратный термогенерации, и состоящий в уничтожении пары электрон-дырка, называется рекомбинацией.

Пусть n - концентрация электронов, а p - концентрация дырок. Электропроводность где n=p называется собственной.

Время, которое электрон находится в зоне проводимости, называется временем жизни электрона.

Расстояние, которое электрон проходит за время жизни, называется длинной свободного пробега.

У Ge DW = 0.72 ЭВ - использовались в полупроводниках раньше.

У Si DW = 1.12 ЭВ - используются в полупроводниках теперь.

У полупроводников имеет место температурная зависимость, что нехорошо (у ламп температурной зависимости нет).

У диэлектриков DW = 4 ЭВ. При больших температурах диэлектрики становятся полупроводниками, а при низких - полупроводники диэлектриками.

У металлов нет запрещенной зоны.

Металлы проводят электрический ток и при T = 0 K.

Собственная проводимость:

Имеем электроны проводимости и дырки проводимости.

Примесная проводимость (донорная):

Электроны удерживаются двумя силами: ковалентная связь и внутриатомная связь

Здесь: DW_n << DW,

n_n >> p_n.

При T = комнатной температуре n_n >> p_n, т.е. из дополнительного уровня электроны переходят в Зону проводимости, но из Валентной зоны электроны перейти не могут.

Когда n_n >> p_n полупроводник называют донорным (или электронным).

Примесная проводимость (акцепторная):

Здесь: DW_n >> DW,

n_n << p_n.

Когда n_n << p_n полупроводник называют акцепторным (или дырочным).

Дата добавления: 2014-01-07