3. Рассчитаем концентрации собственных носителей зарядов в полупроводниках при :

Таблица 5.

П/п
Si	1,12	0,13	0,05	2,74	1,05	0,01…0,02
Ge	0,66	0,39	0,19	1,02	0,61	0,01
InSb	0,18	7,8	0,075	0,0037	0,63	0,005…0,003
SiC	2,90	0,04	0,006	1,44	1,93	0,04…0,40

4. Оценим значения собственной удельной проводимости в этих полупроводниках при T=300K.

Данные, необходимые для расчета, берем из таблицы в п.3

5. Сравним значения, полученные в результате расчетов , с экспериментальными данными :

• Кремний: γi <<γэксп (разница в 7 порядков, примесная электропроводность)

• Германий: γi ≈ γэксп (разница в 2 порядка, примесная электропроводность на участке истощения примесей)

• Карбид кремния: γi <<γэксп (разница в 18 порядков, примесная электропроводность)

• Антимонид индия: γi ≈γэксп (разница в 1 порядок, собственная электропроводность)

Оценим, все ли примеси ионизированы в исследуемом температурном интервале для полупроводников с примесной электропроводностью.

Кремний: энергия тепловой генерации ,

Энергия ионизации примеси меньше энергии тепловой генерации, все примеси ионизированы.

Карбид кремния: энергия тепловой генерации ,

Энергия ионизации примеси примерно равна энергии тепловой генерации, не все примеси ионизированы.

Определим концентрацию примесей в карбиде кремния: (при температуре 388К)

Таблица 6.

Материал
Si	388	0,01…0,02	0,0347
Ge		0,01
SiC		0,04…0,40
InSb		0,003…0,005

5. Рассчитаем энергию ионизации примесей для карбида кремния SiC во всем температурном диапазоне по наклону кривой . Для этого рассчитаем концентрацию примесных носителей заряда. При этом учтем, что изменениями подвижности носителей заряда при изменении температуры при неполной ионизации можно пренебречь:

Так как зависимость ln γ_эксп (1/T) для карбида кремния аппроксимируется линейной функцией, берем весь исследуемый диапазон температур (298-388К).

Приведем расчет для карбида кремния во всем температурном диапазоне:

Таблица 7.

П/п
SiC	298	388			0,365

5. Рассчитаем ширину запрещенной зоны для антимонида индия во всем температурном диапазоне, а для германия в температурном диапазоне от 338 К до 388 К по следующим соотношениям, так как они попадает под условие . Приведем пример расчета для антимонида индия:

Для Ge:

Для :

Таблица 8.

П/п
Ge	338	388			0,0178
InSb	298	388			0,019

5. Найдем для германия и антимонида индия для температуры T=298K (≈300K):

5. Для каждого из материалов на построенных зависимостях определим температурные диапазоны реализации участков.

Кремний: примесная электропроводность, зона истощения.

Германий: T=298-348K – примесная электропроводность, участок истощения примеси; T=348-398K – собственная электропроводность.

Антимонид индия: собственная электропроводность.

Карбид кремния: примесная электропроводность, участок ионизации примесей.

ВЫВОД: в ходе выполнения лабораторной работы были рассчитаны значения удельного сопротивления и удельной электропроводимости для исследуемых полупроводников. По экспериментальным данным была построена зависимость , по которой в последствии мы определили диапазоны ионизации и истощения примесей, а также диапазоны собственной проводимости для каждого полупроводника. Для всех полупроводников, кроме германия, в диапазоне температур 298-398К их можно аппроксимировать прямыми, так как они принадлежат одному температурному диапазону проводимости, а в случае германия на данном интервале температур происходит переход от примесной проводимости к собственной, поэтому зависимость нельзя аппроксимировать прямой. Были рассчитаны концентрации свободных носителей зарядов в полупроводниках, значение которых варьируется в пределах , что соответствует теории. Было найдено и сравнено с теорией значение энергии ионизации примесей для полупроводника из карбида кремния. Для полупроводников из германия и антимонида индия была найдена ширина запрещенной зоны.