МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра микро- и наноэлектроники
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Материалы электронной техники»
Тема: «исследование электрических свойств полупроводниковых материалов.»
Студент гр. 1282 |
|
fВ. |
|
Преподаватель |
|
Муратова Е.Н. |
|
Санкт-Петербург
2022
ЦЕЛЬ: сравнение температурных зависимостей сопротивления полупроводников с различной шириной запрещенной зоны; определение ширины запрещенной зоны и энергии ионизации легирующих примесей в материалах.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Полупроводники – материалы с электронной электропроводимостью, которые по своему удельному сопротивлению занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Условный диапазон удельных сопротивлений полупроводников – 10-5 – 108 Ом∙м.
Удельная проводимость полупроводников сильно зависит от внешних энергетических воздействий, концентрации и типа примесей.
Собственный полупроводник – такой п/п, в котором можно пренебречь влиянием примесей при данной температуре. Содержание примесей в них не превышает 10-9 – 10-8%.
Примесный – такой п/п, электрофизические свойства которого в основном определяются примесями.
Процесс термогенерации носителей заряда определяется соотношением (1):
(1)
Суммарная концентрация носителей заряда в полупроводнике определяется соотношением (2):
(2)
где
– концентрация собственных носителей
заряда,
– концентрация примесных носителей
заряда, обусловленная термической
ионизацией легирующих примесей.
Выражение для определения тока дрейфа:
(3)
Подвижность носителей заряда:
(4)
Выражение для определения результирующей подвижности электронов в проводнике:
(5)
Выражение закона Ома в дифференциальной форме имеет вид:
(6)
Протокол
Лабораторная работа № 2
« Исследование электрических свойств полупроводниковых материалов »
Выполнил студент гр.___1282______
__Козлов Сергей Вячеславович
Таблица 1.
t, °C |
R, Ом |
|||
Si |
Ge |
SiC |
InSb |
|
25 |
109,8 |
289 |
7743 |
64,6 |
35 |
114 |
302 |
6130 |
58 |
45 |
117 |
311 |
5340 |
54,3 |
55 |
120,6 |
322 |
4406 |
49,2 |
65 |
123,8 |
322 |
3264 |
44,2 |
75 |
127,3 |
359 |
2782 |
41,5 |
85 |
132 |
330 |
2340 |
38,1 |
95 |
136 |
317 |
2009 |
35,7 |
105 |
138,7 |
282 |
1645 |
33,5 |
115 |
143 |
267 |
1483 |
31,2 |
Таблица 2.
Материал |
L, см |
S, мм2 |
Подвижность электронов |
Кремний |
3 |
0,2 |
0,15 (Т/300) -2,5 |
Германий |
3 |
0,2 |
0,39 (Т/300) -1,66 |
Карбид кремния |
1 |
1,2 |
0,01 (Т/300)-1 |
Антимонид индия |
2 |
0,1 |
7,8 (Т/300) -1,6 |