- •Статистика носіїв заряду в напівпровідникових матеріалах
- •Концентрація електронів n у зоні провідності виродженого напівпровідника через безрозмірні параметри визначається виразом:
- •Концентрація дірок p у валентній зоні виродженого напівпровідника визначається виразом:
- •Рівень Фермі знаходиться в нижній половині забороненої зони;
- •Електропровідність напівпровідників
- •Μ не залежить від температури;
- •Μ не залежить від температури;
- •Μ не залежить від температури;
- •Термоелектричні явища
- •Гальваномагнітні ефекти
- •Фотопровідність у напівпровідниках
Рівень Фермі знаходиться в нижній половині забороненої зони;
рівень Фермі знаходиться в верхній половині забороненої зони;
рівень Фермі знаходиться в нижній половині валентної зони;
рівень Фермі знаходиться на дні зони провідності.
Положення рівня Фермі для власного напівпровідника можна знайти за формулою:
;
;
;
.
Положення рівня Фермі для напівпровідника p-типу провідності можна знайти за формулою:
;
;
;
.
Положення рівня Фермі для напівпровідника n-типу провідності можна знайти за формулою:
;
;
;
.
Температуру виснаження донорних домішок Тsn можна знайти з виразу:
;
;
;
.
Електропровідність напівпровідників
За наявності одного типу вільних носіїв заряду (електронів) питома електропровідність становить:
;
;
;
.
Дрейфова рухливість електронів за означенням дорівнює:
;
;
;
.
Дрейфова рухливість електронів визначається виразом:
;
;
;
.
Ефективна маса провідності визначається співвідношенням:
;
;
;
.
При багатофононному механізмі розсіяння:
відбувається взаємодія електрона (або дірки) з кількома фононами одночасно;
спостерігається народження або поглинання одного фонона;
спостерігається народження або поглинання більше ніж одного фонона.
При розсіянні носіїв заряду тепловими коливаннями ґратки для невиродженого газу:
μ не залежить від температури;
μ ~ T-1;
μ ~ T-3/2;
μ ~ T3/2.
При розсіянні носіїв заряду тепловими коливаннями ґратки для виродженого газу:
Μ не залежить від температури;
μ ~ T-1;
μ ~ T-3/2;
μ ~ T3/2.
При розсіянні носіїв заряду на йонізованих домішках:
Μ не залежить від температури;
μ ~ T-1;
μ ~ T-3/2;
μ ~ T3/2.
При розсіянні носіїв заряду на нейтральних атомах домішки в кристалі:
Μ не залежить від температури;
μ ~ T-1;
μ ~ T-3/2;
μ ~ T3/2.
За наявності декількох різних типів дефектів у твердому тілі час релаксації визначається з виразу:
;
;
;
.
За наявності декількох різних типів дефектів у твердому тілі рухливість визначається з виразу:
;
;
;
.
За високих температур переважає розсіяння носіїв заряду:
тепловими коливаннями ґратки;
на іонах домішки;
на нейтральних атомах домішки.
За низьких температур визначальним є розсіяння:
тепловими коливаннями ґратки;
на йонах домішки;
на нейтральних атомах домішки.
Рухливість дірок в порівнянні з рухливістю електронів зазвичай:
менша;
більша;
рівна.
Зазвичай зі збільшенням опору матеріалу в домішковій області рухливість:
збільшується;
зменшення;
не змінюється.
Збільшення концентрації домішок в кристалі призводить до:
збільшення рухливості;
зменшення рухливості;
не впливає на рухливість.
Якщо носіями заряду є електрони і дірки, то електропровідність визначається формулою:
;
;
;
.
Для власного напівпровідника електропровідність визначається формулою:
;
;
;
.
Для напівпровідника n-типу електропровідність визначається формулою:
;
;
;
.
Для напівпровідника p-типу електропровідність визначається формулою:
;
;
;
.
В області власної електропровідності lg σi, є практично:
лінійною функцією T;
лінійною функцією (1/T);
квадратичною функцією T;
квадратичною функцією (1/T).
Кут нахилу кривих lgσ = f(1/Т) в області власної електропровідності визначається:
шириною забороненої зони
;енергією йонізації донорів
;енергією йонізації акцепторів
;рівнем Фермі
.
Кут нахилу кривих lgσ = f(1/Т) у домішковій області визначається:
шириною забороненої зони ;
енергією йонізації донорів ;
енергією йонізації акцепторів ;
рівнем Фермі
.
Для області виснаження домішок хід функції σ(Т) визначається залежністю:
(Т);
(Т);
(Т);
μ(Т).
Кут нахилу кривих lgσ = f(1/Т) в області власної електропровідності визначається:
;
;
;
.
