![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Примесная проводимость
Большое влияние на проводимость веществ оказывают примеси и дефекты кристаллической решётки. В полупроводниках и диэлектриках чужеродные атомы и группы атомов, пустые узлы решётки, границы микрокристалликов приводят к повышению концентрации носителей тока, которые обеспечивают примесную проводимость. Если в кристаллической решётке четырехвалентного полупроводника некоторые атомы замещены атомами пятивалентной примеси (например, примесь фосфора Р в решётке германия Ge (рис. 7), то возникают дополнительные свободные электроны.
Эта энергия называется энергией активации примеси. Для данного примера она составляет всего 0, 05 эВ. Атом получает её за счёт тепловых колебаний. Атом фосфора становится положительным ионом. Концентрация свободных электронов увеличивается, поэтому примесь называется донорной. Электроны являются основными носителями тока. Поэтому проводимость называется электронной, n-типа. Концентрация дырок увеличивается незначительно, так как для захвата электрона ионом фосфора, при котором в другом месте образуется дырка, необходима энергия, сравнимая с шириной запрещённой зоны. Энергетическая схема электронного полупроводника (рис. 8 а) отличается наличием в запрещённой зоне дополнительного уровня вблизи дна свободной зоны ( донорный уровень ). Рис. 8 Концентрацию дополнительных электронов можно вычислить с помощью формулы (3), если заменить в ней ширину запрещённой зоны На рис. 9 приведена зависимость примесного полупроводника от обратной температуры. Область I соответствует примесной проводимости полупроводника, область II – область истощения примеси, область III соответствует собственной проводимости полупроводника. В химически чистом веществе всегда имеется некоторое количество примесей ~ 10–3 % (или, примерно, один атом на 105 атомов вещества). Концентрация атомов примеси, а, следовательно, и электронов проводимости составляет ~ 1020 м–3, что в 107 раз больше концентрации электронов, обеспечивающих собственную проводимость.
При низких температурах электропроводность полупроводника изменяется по закону
На рис. 10 приведена полулогарифмическая зависимость электропроводности от обратной температуры для примесного полупроводника. При температурах, когда примесные уровни истощены, справедливо выражение (4).
|