Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Твердотельная электроника.-2

.pdf
Скачиваний:
118
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.09 Mб
Скачать

.

f E

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

0.5.

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

E

 

 

F :

 

 

 

2

3 kT

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5%. Ф

 

 

 

f E 1

,

 

 

 

 

 

Ф

 

;

f E

0

 

 

 

 

 

 

 

Ф

2 3 k T ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E F

 

 

1 f E

exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

 

 

E F

.

 

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

 

 

1 exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

Ф

,

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

):

 

 

 

 

nt Nd f E .

,

,

21

.

Ф

 

,

 

(5.1)

,

,

2 3 k T ,

,

(5.2)

(5.1) (5.2)?

,

Nd . ,

,

. ,

(

,

),

n Nd nt

,

Ф

F Ei 3 4

Ф

EV

mp

 

k T ln

 

 

 

mn

 

Nd 1 f E .

.

,

 

ni

 

k T ln

.

 

n0

 

n -

n0 ,

:

(5.3)

 

 

,

 

mp

mn ,

(5.3)

 

 

Ф

.

(5.3),

( n0

p0 ni -

 

)

Ф

Fi

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

F E

 

 

3

k T ln

mp

.

(5.4)

 

 

 

i

i

 

 

mn

 

 

 

 

 

 

 

,

Fi Ei

(5.4), Ф

Ei .

.

(5.3),

Ф

,

EC ,

.

22

p -

Ф

:

F Ei 3 4

p0 -

,

.

m

 

ni

 

k T ln

p

k T ln

,

 

 

 

m

p0

 

 

n

 

 

 

.

n0

p0

:

(5.5)

Ф

,

 

 

n

p

n2 .

(5.6)

 

 

0

0

i

 

ni

-

 

 

 

.

 

(5.6)

 

 

 

.

 

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

,

 

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

, ,

 

(5.6),

 

 

,

 

 

,

 

 

.

 

 

 

.

 

,

,

 

( ,

,

 

),

 

 

 

 

 

.

.

 

,

 

 

,

 

,

.

 

 

?

 

23

,

«

».

,

-

 

,

 

,

 

(

"

").

,

,

.

 

 

 

 

 

.

R α n2

, g

i

α n2

(5.7)

i

i

 

i

 

α -

, Ri , gi -

.

,

,

.

,

n-

,

g

n

α n2

(5.8)

 

 

i

 

-

 

 

.

 

,

 

 

,

 

 

,

 

 

 

Rn

 

α n p .

(5.9)

(5.8) (5.9),

 

 

 

 

n2

n p .

(5.10)

 

i

 

 

 

,

,

24

,

-

.

К

.

,

.

,

.

.

,

n -

.

,

(

p n

,

. .).

-

 

.

,

 

 

 

 

 

 

. 2

 

 

 

 

:

,

,

n

 

p

 

.

2

.

F( n ) -

Ф

 

n

 

Ed ,

F( p ) -

 

Ф

 

 

 

 

 

 

Ea . Ei

 

,

 

 

(

25

)

(

).

. 2

 

.

 

 

 

 

 

:

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

.

,

 

n

2.5 1014

3

,

 

0

 

 

 

 

p

4.8 1014

3

 

 

k

 

 

 

(

 

 

 

)

4.8 1014

2.5 1014 7.3 1014 (

3 ).

,

,

:

 

.

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pk Na 1 f Ea n0 Na

 

exp

Ea F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

Nd

 

 

E

 

F

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

1 exp

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ea F

,

 

 

 

k T

 

 

 

 

Na Nd exp

 

 

 

 

 

Nd

 

 

 

 

 

 

E

 

F

 

 

 

k T

 

 

 

1 exp

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ea

 

F

Ф

(

 

(5.11)

,

Ф

 

 

p -

Na ,

(5.11)

,

).

26

.

5.2.

 

-

.

 

-

.

З

1.

Ф

 

,

,

 

T 300 K

1.4 1013

 

,

 

,

 

 

 

.

 

 

.

 

 

 

3

 

 

m

 

 

 

 

 

 

F Ei

 

k T

ln

 

p

 

k T ln

ni

.

 

 

 

 

 

 

4

 

 

m

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 f E

 

 

 

 

EC F

n N

 

Nd

 

 

 

 

 

.

 

 

k T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

0 d

 

 

C

 

 

 

 

E

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 exp

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

27

,

1 3.

Ф

(5.3):

:

F

 

 

 

 

 

F E

3

k T ln

mp

 

 

 

 

 

4

 

 

 

i

 

mn

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

F E

 

Nd

 

 

k T

C

 

k T ln

i

 

k T ln 1

exp

 

, (5.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

F EC 3k T .

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

k T ,

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

(5.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F E

 

 

F E

 

 

 

1

 

 

ln 1

exp

C

exp

C

exp 3

 

 

 

0.05

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

k T

 

 

 

20

 

,

 

 

 

 

 

 

ln 1

 

 

 

 

 

 

 

ln 1 ,

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F E

3

k T ln

mp

 

 

 

 

 

4

 

 

 

i

 

mn

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

k T ln

.

Nd

Ф

-

( ),

 

:

 

F E

i

 

3

 

k T

 

q

 

4

 

 

 

 

Ei -

 

 

 

-

 

(5.13)

mp

 

ln

 

 

mn

 

.

q

 

 

 

 

Nd

 

k T

ln

ni

,

(5.13)

 

 

F 0.56

 

 

 

 

19

ln

 

 

 

 

19

ln

 

13

 

 

3

 

1.38 10 23

300

 

0.16

 

1.38 10 23

300

 

1.4

1010

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

10

 

 

4

 

1.6

 

 

0.19

1.6

 

 

1.4

 

3

 

1.38

10 23 300

 

0.16

 

 

1.38

10 23 300

 

1.4

1010

 

 

0.56

 

 

 

1.6 10

19

ln

 

 

 

 

1.6 10

19

ln

 

 

 

 

 

4

 

 

 

0.19

 

 

 

 

1.4

10

 

 

28

 

16

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

0.56

1.9 10 2 LN

 

0.078

LN 10 0.56

0.019 0.15 0.078 2.3

 

0.56

0.003 0.18 0.74 .

 

 

 

:

Ф

(5.13)

:

(

)

.

.

 

Ф

.

,

 

:

Ф

 

 

EC EV F EC F 1.12 0.74 0.38

,

 

kT .

 

,

Ф

 

 

 

 

 

 

1.4 1013

 

-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

0.74

,

 

 

.

 

 

 

 

 

З

2.

 

 

 

Ed (

-

 

)

 

 

 

EV

 

 

 

,

 

,

 

 

 

 

n 6.6 1014

 

3 ,

 

 

 

0

 

 

 

 

 

N

9.0 1014

3 ?

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

Ф

 

29

 

 

 

 

 

F E

3

k T ln

mp

 

 

 

 

 

4

 

 

 

i

 

mn

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

k T ln

.

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

3

 

k T

m

 

k T

 

 

 

F( э ) Ei ( э

)

 

ln

p

 

ln

ni

.

(5.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

4 q

m

 

q

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

-

 

 

 

 

:

 

 

 

n N 1 f E

 

 

 

 

Ed F

 

 

Nd

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

k T

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

0 d

 

 

d

 

 

 

E

 

F

 

 

 

 

 

 

 

k T

 

 

 

 

 

 

 

1 exp

d

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.15)

 

 

 

 

Ed ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

E

 

F

k T ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

Nd

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

E ( э )

 

)

k T

 

n0

 

 

 

F( э

ln

.

 

 

 

 

 

d

 

 

q

Nd n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

Ei ( э )

Eg

1,12 / 2 0,56 э ,

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

,

(5.15)

Ed .

(5.16)

(5.14).

(5.14) (5.16)

,