Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Октября 2011 в 19:02, лекция
Основными свойствами, отличающими полупроводники от других твердых тел, являются следующие:
Характер и величина зависимости электропроводности от температуры. Проводимость полупроводников возрастает с увеличением температуры по экспоненциальному закону
( на 1° Кельвин). У металлов увеличение температуры приводит к уменьшению проводимости.
Сильное влияние примеси на проводимость. Что значит сильнее? Концентрация примеси , % уже существенно увеличивает проводимость. У металлов же введение примеси уменьшает проводимость. Почему?
Высокая чувствительность электрических свойств полупроводников ко всякого рода внешним воздействиям (механическая деформация, облучение светом, рентгеновскими лучами или быстрыми частицами и др.).
Рисунок 2.3:Схема образования дырки за счет акцепторной примеси.
Одновременно проходит термогенерация электронно–дырочных пар, но дырок больше и они являются основными носителями, а электроны неосновными.
б) С точки зрения зонной теории положение свободного места, на котором может быть захвачен электрон изображается акцепторным уровнем, расположенным в нижней половине запрещенной зоны (рисунок 2.3б). Расстояние между уровнем акцептора и потолком валентной зоны соответствует энергии образования дырки, т. е. электрон переходит из валентной зоны на примесный уровень. Концентрация дырок, появившихся за счет акцепторных примесей оценивается выражением:
,
где NА– концентрация акцепторов. В таких полупроводниках вероятность появления дырки в валентной зоне больше, чем вероятность появления электрона в зоне проводимости. Это отражено графиком функции Ферми и положением уровня Ферми (рисунок 2.3в).
Как правило, в реальных полупроводниках есть и донорные акцепторные примеси. Они компенсируют друг друга, и тип полупроводника определяется разностью концентраций примеси. Например, если , то полупроводник -типа и концентрация дырок определяется разностью . И наоборот.
3. Ток в полупроводниках
Дрейфовый ток
Когда отсутствует
внешнее поле, электроны и дырки
находятся в хаотическом
Рисунок 3.1 – Схема движения электронов и дырок под действием внешнего поля.
Ток обусловленный внешним полем напряженностью называют дрейфовым. Электронная и дырочная составляющие плотности дрейфового тока равны следующим выражениям:
,
где – заряд электрона, и – концентрация дырок и электронов:
,
т. е. это выражение закона Ома в дифференциальной форме, где и подвижности электронов и дырок, т. е. скорости электронов и дырок , возникающие при напряженности поля равном единице:
; .
Например, при К
, в