Собствен електропроводимост - studopediya

Основните разпоредби на електрическата проводимост

Основните полупроводникови материали - четривалентен силиций (Si) или германий (Ge). Те имат кристална структура. Crystal всеки атом е свързан чрез ковалентни връзки с четири съседи. В чист, окис без прибавки полупроводници в Т = 0 K 0 всички валентните електрони са свързани в групата на проводимост и свободни електрони могат да пренасят ток, не. С повишаване на температурата на електроните, които имат достатъчно енергия за преодоляване на разликата група, която разделя групата от валентност лента проводимост разгражда от своя атом и се освобождава, и полупроводникови - проводим.

Unfilled, вакантен, ниво на енергия, който е в валентната зона след напускането на електрон, наречена дупка. Дупка се нарича още счупен ковалентна връзка в кристалната решетка. На освободеното място могат да се движат свободни електрони от съседните атоми, създавайки една дупка в друга място. Преместването през кристала отвори може да се разглежда като движение на положително заредени частици фиктивни.

Проводимостта на окис без полупроводници поради сдвоени носители на заряд (електрони и дупки), наречена собствена.

Процесът на образуване на електрон-дупка двойки, и - поколение. придружено от процес на възстановяване на счупени облигации - рекомбинация. когато електрон "заловен" дупка, с няколко носител изчезва.

Интервалът от време от момента на образуването на такса носител рекомбинация се нарича, докато е време zhiznitn и ТР. и изминатото разстояние по време на живота на - дифузия dlinoyLn и Lp. Те са свързани с Ln = Lp =, където Dn. Dp - коефициенти на дифузия на електрони и дупки.

Концентрацията на носители на заряд в присъщата полупроводников кристал зависи от температурата и ширината на забранената зона на DW:

Nc »20 октомври cm -3 - ефективна плътност на държавите в проводимата зона.

КТ - кинетичната енергия на частицата.

В германий DW = 0.72 ЕГ за силиций DW = 1.12 ЕГ. При стайна температура T 0 = 293 К, концентрацията на електрони проводникова (и дупки) в германий Ni = 2.5 * 13 октомври (cm-3), силиконова Ni = 1.4 * 10 октомври (виж --3). За сравнение, плътността на веществото "на 22 октомври (cm -3). Както се вижда, концентрацията на такса превозвачи в присъща полупроводници е малък, въпреки че температурата се повиши то ще расте.

Освен генериране на топлина, появата на нови електрон-дупка двойки може да се получи под влиянието на електричното поле енергия, поради кинетичната енергия на движещи се частици (поколение шок), дължащи се на енергията на светлинния поток - фотоните (светлина поколение).