Рассеяние на ионизированных примесях с ростом температуры уменьшается, т.е. μи возрастает.
Рассеяние на тепловых колебаниях решетки играет доминирующую роль при повышенных температурах, подвижность умень-
шается пропорционально μт ≈Т−3/ 2 . Результирующая подвижность определяется из соотношения:
1 μ =1 μт +1 μи. |
(4.10) |
Таким образом, температурная зависимость μ выражается кривой с отчетливо выраженным максимумом. С увеличением концентрации примеси максимальное значение μ уменьшается и смещается в сторону более высоких температур.
Подвижность носителей заряда в ионных кристаллах более низкая, так как рассеяние носителей заряда на тепловых колебаниях ионов гораздо интенсивнее, чем в решетке с нейтральными атомами.
4.2.3. Удельная проводимость полупроводников
Плотность тока, возникающего в полупроводнике,
j = en0μnE + ep0μpE , |
(4.11) |
где е - заряд электрона.
Таким образом, в соответствии с законом Ома (1.1) удельная проводимость полупроводников определяется концентрацией носителей заряда и их подвижностью
γ = en0μn + ep0μp . |
(4.12) |
В примесных полупроводниках обычно учитываются только основные носители заряда, тогда
• для полупроводников n-типа
γ = en0μn , |
(4.13а) |
• для полупроводников p-типа |
|
γ = ep0μp . |
(4.13б) |
113
Температурная зависимость удельной проводимости
Для невырожденного полупроводника в диапазоне температур, соответствующих области истощения примесей, концентрация основных носителей заряда остается практически постоянной, и характер изменения удельной проводимости определяется температурной зависимостью подвижности носителей заряда (рис. 34).
Рис. 34. Температурная зависимость удельной проводимости полупроводника при N1 < N2 < N3
Резкое возрастание удельной проводимости при повышенных температурах соответствует области собственной проводимости. Для этой области γ = e ni (μn + μp ). Угол наклона прямой на участке
собственной проводимости определяет ширину запрещенной зоны полупроводника.
Чем больше концентрация примеси, тем больше электронов поставляется в зону проводимости, тем выше удельная проводимость. С увеличением концентрации примеси повышается и температура перехода к собственной проводимости полупроводника Тi.
У вырожденного полупроводника N3 концентрация носителей заряда не зависит от температуры, и зависимость γ = f(T) в области примесной проводимости качественно подобна температурному изменению удельной проводимости металлов.
114