![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Собственная проводимость полупроводников. Механизм проводимости полупроводников существенно зависит от наличия примесей химически инородных атомов и дефектов кристаллической структуры.
Механизм проводимости полупроводников существенно зависит от наличия примесей химически инородных атомов и дефектов кристаллической структуры. Проводимости химически чистых полупроводников с большими областями идеальной структуры кристаллов называется собственной.
Для разрыва связи нужна энергия активации. Эта энергия может быть получена электроном под действием на кристалл различных внешних факторов, прежде всего при нагревании. При Т = 0, все неметаллические вещества и соединения являются диэлектриками. Процесс заполнения разорванной связи приводит к исчезновению свободного электрона и дырки. Он называется рекомбинацией. Избыток энергии свободного электрона по сравнению с энергией связи излучается в виде электромагнитных волн. При данной температуре устанавливается равновесная концентрация электронов nе и дырок nр, nе = nр. Возникший под действием электрического поля, с напряжённостью
где Удельная электропроводность
При Т = 0 валентная зона заполнена, ширина запрещённой зоны довольно велика. Так, у германия
Рис. 4
Валентная зона теперь заполнена не целиком и, следовательно, находящиеся в ней электроны также могут принять участие в создании электрического тока. Так как в свободной зоне много уровней и относительно мало электронов, то все электроны в ней участвуют в электропроводности. Участие электронов валентной зоны ограничивается принципом Паули – электронов много, а освободившихся уровней мало. Движение электронов в валентной зоне воспринимается как перемещение положительных частиц (дырок) в противоположном направлении. Из приведённых рассуждений ясно, что подвижность электронов больше, чем подвижность дырок. Вероятность перехода электрона на нижний уровень свободной зоны равна убыли вероятности его нахождения на верхнем уровне (потолке) валентной зоны. Рис. 5 Концентрация электронов в зоне проводимости зависит от произведения n = n0 Тогда удельная электропроводность согласно формуле (2) зависит от температуры таким же образом, т.е.
здесь При повышении температуры электрическое сопротивление полупроводника уменьшается по экспоненте. Зависимость проводимости от температуры удобно выражать графически, отложив по осям Тангенс угла наклона прямой линии на графике пропорционален ширине запрещённой зоны. Зависимость сопротивления полупроводникового прибора от температуры приводит к изменению тока в цепи, в которую он включён. Это позволяет определять температуру с помощью полупроводниковых терморезисторов (термисторов).
|