примес на полупроводници
Местоположение на такси в силиций решетка. Както Четири електрон четиристенен образуват ковалентни връзки, като svyazyamSi и петата elektronAs носи проводимост. Арсен (As) има пет валентни електрони, и силиций (Si) - само четири. арсен атом се нарича донора, той дава в йонизация на електрон в групата на проводимост.
Добавянето на примеси на полупроводници се нарича допинг.
Ед = 0020 ЕГ. йонизационна енергия
Когато HF T< Nd - концентрация на донори
Ако силициев атом въведе бор (В), който има три валентните електрони, може да "допълват" техните четиристенните връзки, само един електрон привлечени от връзка Si-Si, образувайки отвор в валентност групата на силиций област, която участва в проводимост. Борен атом се нарича акцептор, именно защото при йонизация улавя електрон от валентната зона.
Примеси не са способни на йонизация, не влияят на концентрацията на носител и могат да присъстват в големи количества - електрически измервания не ги откриват.
Na - концентрация акцептор.
Състоянието на приложимост на класическата статистика е неравенството
Ако нивото на Ферми е над ЕС повече от 5KT, полупроводника е напълно изродени. Условия дегенерацията зависи от температурата и позицията на нивото на Ферми спрямо дъното на проводимата зона.
Плътността на електрони в полупроводника не-дегенеративен: F Nc - брой държави в проводимата зона
изродени полупроводници
Нивото на Ферми се крие в проводимата зона по-високо от дъното му не е по-малко от 5 КТ.
В не-дегенеративен концентрация полупроводникови отвор се определя от статистиката на Boltzmann предвидени F> Ев + KTt.e. ниво на Ферми е над валентната зона с размера на RT.
В един напълно изродени полупроводници
т.е. в групата валентност под тавана със сума, не по-малко 5KT. Н.В. - брой държави в валентната зона.
Функцията за разпределението на електроните:
където GI - степен на дегенерация esliEi = Ed донор примес принадлежи, togi = 2. EsliEi = Еа принадлежи акцепторни примеси togi = 1/2
Разпределението на енергия на нивата на донори
ND = Na = 0 вътрешен полупроводников.
Електронеутралност уравнение п = P. EsliNv = Nc т.е.
Генериране на проводни електрони и дупки в присъща полупроводника:
Преходът на всеки електрон от валентната зона създава дупка в нея.
Нивото Ферми при Т = 0, се намира в центъра на забранената зона, е линейно зависим от температурата.
температурната зависимост на нивото на Ферми в присъща полупроводникови The. С увеличаване на температурата, нивото на Ферми близо до зоната, която има по-ниска плътност на състояния и следователно запълва бързо.
Фигура lnni графика на обратен температура е права линия:
Зависимост ln1 / TPO сравнение с линейния план може да бъде пренебрегната. ъгъл права наклон се определя от ширината на забранената групата:
Ние очакваме, собствен концентрация такса носител на германий и силиций
K
Термично поколение на носители на заряд на фигурата в полупроводник с примес донор.
Ниска температура: определя от проводникова електроните на концентрацията на онечистване, което се дължи на йонизация на примес донор.
С увеличаване на температурата, се увеличава нивото на Ферми, при определена температура преминава през максимум и след това пада. Когато Kd = N2C той отново е в средата между ЕС и Ед.
На достатъчно висока температура, NC >> ND. на
електронната плътност не зависи от температурата и е равна на концентрацията на примес. (Изчерпване Площ примес). носители на заряд се наричат основни ако концентрацията им е по-голяма вътрешна носител заряд концентрация Ni при дадена температура, ако mensheni на концентрация. те се наричат малцинствените превозвачи. В региона на изчерпване, концентрацията на примес на носители зареждане малцинство трябва да се увеличи бързо с температура
Това е вярно, докато концентрацията на дупки е много по-малка от концентрацията на електрони.