szennyező félvezető
Elhelyezkedés díjak a szilícium rács. Négy elektron tetraéderes formában kovalens kötések, így svyazyamSi és ötödik elektronAs hordoz vezetőképesség. Arzén (As) öt vegyérték elektronok, és a szilícium (Si) - csak négy. arzén atom nevezzük a donor, ő adja az ionizációs egy elektron a vezetési sávban.
A felül a szennyeződések egy félvezető nevezzük dopping.
Ed = 0,020 eV. ionizációs energia
Amikor HF T<
Nd - koncentrációja donorok
Ha a szilícium-atom bevezetni bór (B), amely három vegyérték elektronok, akkor „komplement” saját tetraéderes kötvények, csak egy elektront kölcsönzött egy kötés Si-Si, amely egy lyuk a vegyértéksáv szilícium terület, amely részt vesz vezetési. Bóratom nevezik akceptor, éppen azért, mert fel ionizációs rögzíti egy elektront a vegyérték sáv.
A szennyeződések nem képesek az ionizáció, nem befolyásolják a hordozó koncentrációja, és jelen lehet nagy mennyiségben - elektromos mérések eredményei nem érzékeli őket.
Na - akceptor koncentráció.
A feltétel alkalmazhatóságát klasszikus statisztika az egyenlőtlenség
Ha a Fermi szint felett van az EU-ban több mint 5KT, a félvezető teljesen degenerált. Feltételek degeneráltsága függ a hőmérséklettől, és helyzetét a Fermi szintet képest az alján a vezetési sáv.
Az elektron sűrűség a nem-degenerált félvezető: F
Nc - államok száma a vezetési sávban
degenerált félvezető
A Fermi szintjét abban a vezetési sávban nagyobb, mint az alja nem kevesebb, mint 5 KT.
A nem-degenerált félvezető lyuk koncentrációt úgy határozzuk meg, a Boltzmann statisztikák előírt F> Ev + KTt.e. Fermi szint fölött fekszik vegyértéksáv által RT mennyisége.
Egy teljesen degenerált félvezető
azaz a vegyérték sáv felső határa alatt egy összege nem kevesebb 5KT. Nv - állapotainak száma vegyértékelektronját.
Az elektron eloszlásfüggvény:
ahol Gi - degenerált esliEi = Ed donor szennyező tartozik, togi = 2. EsliEi = Ea tartozik akceptor szennyeződések togi = 1/2
Az energia eloszlása a donor szintek
ND = Na = 0 intrinsic félvezető.
Elektroneutralitás egyenlet n = P. EsliNv = Nc azaz
Generációs vezetési elektronok és lyukak a belső félvezető:
Az átmenet az egyes elektron vegyértékelektronját létrehoz egy lyukat.
A Fermi szint T = 0, abban rejlik, hogy a közepén a sávú, ez lineárisan függ a hőmérséklettől.
A hőmérséklet-függősége a Fermi szint intrinsic félvezető. Ahogy a hőmérséklet emelkedik, a Fermi szint közelében a zóna, amely kisebb sűrűségű, az államok és ezért kitölti gyorsan.
Ábra lnni grafikonja inverz hőmérséklet egy egyenes vonal:
A függőség LN1 / TPO szemben a lineáris tag elhanyagolható. egyenes dőlésszög határozza meg a szélessége a tiltott sávban:
Úgy becsüljük saját töltéshordozó koncentráció a germánium és szilícium
K
Termikus a töltéshordozók létrehozását az ábrán egy félvezető egy donor szennyező.
Alacsony hőmérséklet: által meghatározott vezetési elektronok a szennyezés-koncentrációja, ami annak köszönhető, hogy az ionizáció a donor szennyező.
Ahogy a hőmérséklet emelkedik, a Fermi szint növekszik, bizonyos hőmérsékleten egy maximumon megy keresztül, majd esik. Ha Kd = N2C ismét a közepén van az EU és ED.
Kellően magas hőmérsékleten NC >> ND. az
az elektronsűrűség nem függ a hőmérséklet, és egyenlő a szennyező koncentrációját. (Area szennyező kimerülése). A töltéshordozók nevezzük alapvető fontosságú, ha azok koncentrációja magasabb intrinzik hordozó koncentrációja Ni töltés egy adott hőmérsékleten, ha a koncentráció mensheni. nevezik őket kisebbségi töltéshordozók. A kiürített tartomány, a szennyező koncentrációját a kisebbségi töltéshordozók kell nagyon gyorsan növekszik a hőmérséklet
Ez addig igaz, amíg a koncentráció lyukak sokkal kisebb, mint az elektron-koncentráció.