Презентация к курсовой работе

«СТАТИСТИКА ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ»

Выполнили студенты группы 9283

Зикратова А. А., Брацышко К. Б.

Преподаватель: Егоренко А. А.

Введение

Антимонид Индия InSb- является узкозонным прямозонным полупроводником группы AIIIBV с шириной запрещённой зоны 0,17 эВ при 300 K. Нелегированный антимонид индия обладает самой высокой подвижностью электронов (около 78 000 см²/(В·с)), а также имеет самую большую длину свободного пробега электронов (до 0,7 мкм при 300 K) среди всех известных полупроводниковых материалов, за исключением, возможно, углеродных материалов

2

1. применение InSb

Антимонид индия используется в инфракрасных фотодетекторах. Обладает высокой квантовой эффективностью. Недостатком является высокая нестабильность: характеристики детектора, как правило, дрейфуют во времени. Из-за узости запрещенной зоны, детекторы, в которых, в качестве полупроводникового материала применяется антимонид индия, требуют глубокое охлаждение, так как они могут работать только при криогенных температурах (как правило, 77 K — температура кипения азота при атмосферном давлении). Антимонид индия применяется для изготовления туннельных диодов: по сравнению с германиевыми, диоды из антимонида индия обладают лучшими частотными свойствам при низких температурах. Антимонид индия используют для изготовления фотоэлементов высокой чувствительности, датчиков Холла, оптических фильтров, термоэлектрических генераторов и холодильников.

3

Использованные параметры

4

Общие положения о носителях заряда в полупроводниках

Количество электронов, дырок и заряженных дефектов в полупроводнике должно удовлетворять условию электронейтральности:

Количество ионизированных доноров:

Количество ионизированных акцепторов:

В случае некомпенсированного полупроводника, когда присутствует примесь только одного типа:

Начиная с низких температур при повышении температуры доля ионизированных примесных центров возрастает; при некоторой температуре будет достигнуто состояние истощения:

5

При достаточно высоких температурах количество свободных носителей заряда, обусловленных термическими переходами из валентной зоны в зону проводимости, станет превышать количество примесных центров. Концентрация свободных носителей заряда оказывается независящей от концентрации примесей:

При некоторой температуре количество неосновных носителей сравнивается с количеством основных, и полупроводник становится собственным.

Приближение для переходных областей температур:

При высоких температурах, наоборот, нельзя пренебрегать свободными носителями заряда, но можно считать, что примеси полностью ионизированы:

0 − 0 = −

6

«Зависимость концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике p-типа в широком диапазоне температур»

1 – участок ионизации примесей,

2 – участок истощения примеси,

3 – участок собственной проводимости

7

2. Расчётная часть

Уравнение электронейтральности для проводника p-типа проводимости:

При наличии компенсирующей примеси: При высоких температурах:

8

Зависимость концентрации основных носителей заряда от температуры

По представленному графику можно сказать, что участок ионизации примеси переходит в участок истощения очень плавно

10