Течения в полупроводници - меандър - занимателни електроника

Проводимостта на полупроводника се причинява СИ-посока пренареждания в него носители на заряд - електрони и дупки. Разграничаване между електрони и дупки проводимостта на полупроводника.

Посока на движение носители могат да бъдат причинени от две неза simymi освен фактори - електрическото поле и неравномерно разпределение на носителя по обем полупроводници. Има две от преминаването на ток в чипа на полупроводници - дрифт и дифузия.

Diffusion - движение на свободните носители от региона на по-висока концентрация на долната област концентрация. Условия дифузия - наличието на градиента на концентрация на носители в обема на полупроводници.

Дрифт нарича директното движение на носителя на напрегнатостта на полето Е електрическа = -dU / DX.

Когато са изложени на електрическо поле по протежение на полупроводника с хао-тират движение на превозвача започва нареди движение напрежение. Свободните електрони се движат между възли XYZ кристална решетка в посока, обратна на областта интензивност област на напрежение вектор Е.

Ако единица обем - полупроводникови 1 cm 3 - съдържа п електрони и средната скорост на отклонение в посока перпендикулярно на раса-MMAP-ри-Vai сечение и т.н., електрона плаващите плътност на тока, A / cm 2,

Докато плаващи скорости са малки в сравнение с топлината, средната скорост отклонение е пряко пропорционална на силата на полето

Коефициентът на пропорционалност се нарича ти за мобилност носител. Мобилност определя скоростта носител отклонение в изолационен интензитет електрони поле 1V / cm, измерен в 2 cm / Vs.

мобилността на носител зависи от техния вид и концентрация, темперни обиколки полупроводници и електрически напрегнатостта на полето в нея. подвижност Под-носител е пряко пропорционално на продължителността на техния про-свободно движение. Тази дължина е, че на свободните електрони повече от дупки. Ето защо, най-свободен електрон мобилността 2-3 пъти по-голяма от мобилността на дупка. В по-голямата мобилност, толкова по-бързо полу-стеснения устройства.

След това, с електронен плътност на тока

дупка плътност на тока

Получената плътността на плаващите ток полупроводникови определен размер на желанието да се създаде на електрони и дупки компоненти

Тъй като вътрешен полупроводников Ni = Pi. плътността на дрейф текущата вътрешна проводимост

Специфичната електропроводимостта на вътрешен полупроводников

Така електрическите свойства на хомогенни самостоятелно полупроводници определят от концентрацията на носител и мобилността-ност.

Полупроводниковият пп> стр п-тип. и неговата проводимост с достатъчна точност може да се определи чрез експресията

Полупроводниковият рр> НП р-тип. и проводимостта на полупроводника

При високи температури, концентрацията на електрони и дупки znĂ-значително увеличава за сметка на разчупване на ковалентни връзки, и въпреки намаляването на тяхната подвижност, електрическата проводимост на полупроводника Уве-ли-Chiva експоненциално.

Електрически ток в полупроводници може да бъде причинено не само от външна електрическо поле, но и неравномерно разпределение на обема на носители на заряд-niem кристал. В този случай, носители, съвместно етап чрез случаен топлинна движение, се премества от зоната на врата си болка концентрация по-ниска концентрация област.

Когато едномерен дифузия на носители в посока X ос Diffie-Зеон ток е пряко пропорционална на промяната на концентрацията на носител, характеризиращ се с градиент на концентрация. Например, за град дупки
р = DP / DX и дифузия плътност на тока, A / cm 2,

където Dp - коефициент на дифузия. Това определя броя на дупки, диференциална ди-трет. 1-ал с през 1 cm 2 повърхност на проводника с DP / DX = 1. Коефициент коефициент носител дифузия е свързано с тяхната мобилност-Einstein връзка Niemi:

където φT - температура потенциал.

Тъй като електрон мобилност от мобилността дупка,
Данаил >> Dp.

Токът на дифузия се счита за положителна, ако движението на отворите съвпада с посоката на избраната ос х. Дифузията винаги възниква в посока на намаляване на концентрация, така че формулата на дифузия плътност на тока въведен знак минус, така че когато DP / DX<0 ток jдиф р> 0.

Потокът на дифузия на електроните и се движи към намаляване на депозитите на неговата концентрация. Въпреки това, в съответствие с конвенционалния участника-електротехн посоката на електрическия ток, на борда противоположния електрон движение, дифузия ток jdifn разглежда в борда в посока на увеличаване на концентрацията на електрони, така че

По този начин, когато нееднакво концентрация на мобилен износване-Leu Получената дифузия плътност на тока

На полупроводника може да се осъществи и електрическо поле, и градушка cients концентрация носител. Тогава текущата полупроводника съдържа както дрифт и дифузия компонента:

Ако поради някаква външна сила в част от полупроводников, над концентрацията на превозвач е създаден, а след това външно въздействие, тя е престанала, излишъците превозвачи ще рекомбинация-среда и се разпространяват чрез дифузия в други части на полу-участника. Прекалено концентрация започва да намалява в зависимост от експоненциално за-грайфери. Периодът, през който излишък концентрация се намалява с 2.7 пъти, наречена живот на nonequilibrium носители. Това количество се охарактеризира промяната на концентрацията в излишък VRE-Meni.

Рекомбинацията nonequilibrium превозвачи се извършва в рамките на полу-свръхпроводника и на повърхността й и силно зависи от примесите, както и състоянието на повърхността. германий и силициеви стойности в различните случаи могат да бъдат от фракция на микросекунда до стотици микросекунди или повече.

Когато разпределяне на дифузията на nonequilibrium носители, електрони за-например, полупроводников по тяхната концентрация поради рекомбинация също намалява експоненциално с разстояние по протежение на по-залог. А разстоянието Ln. в която излишък концентрации на nonequilibrium носители се намалява от 2.7 пъти, посочени като дължината на дифузия.
Та-Ким начин, прекомерно намаляване на концентрация се появява във времето и пространството и следователно големината и LN са свързани един с друг чрез следната зависимост:

1. Какво е позволено и забранено зона?

2. Какво е нивото на Ферми?

3. Каква е присъща полупроводника?

4. Какво е разпространението и дрейфа на превозвачите?

5. Каква е мобилността на таксата превозвачи?

6. Като примеси влияят на характеристиките на полупроводника?

7. Какви са електрони и дупки полупроводници?

8. Какво е енергията на Ферми в полупроводници с примеси?

9. Как си обяснявате температурната зависимост на концентрацията на носители на заряд в полупроводници?

10. Какво физични фактори обяснява мобилността доверието-носител на температурната зависимост?

навигация в публикациите