Электр. Презентация 1
.pdf
Примесная проводимость (n-тип)
― |
― |
― |
―
1
―
4
―
Si +4
―
―
Si +4
―
―
Si +4
―
―
―
Si
― |
+4 |
― |
― |
|
|
|
2 |
― |
свободный |
|
|
|
||
|
|
электрон |
|
|
|
|
― |
|
― |
|
|
|
P |
|
|
― |
+5 |
― |
― |
|
|
|
|
5 |
― |
+ ион атома |
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
― |
|
|
|
Si |
|
|
― |
+4 |
― |
― |
|
|
|
|
Si
+4 ―
―3
―
Si
+4 ―
― 6
―
Si
+4 ―
7 |
8 |
9 |
― |
― |
― |
Примесная проводимость (p-тип)
―
― |
Si |
|
+4 |
||
|
1 ―
―
― |
Si |
|
+4 |
||
|
4 ―
―
― |
Si |
|
+4 |
||
|
7
―
―
―
―
2
―
Si
+4 |
― |
― |
|
|
|
― |
|
|
связанный ― электрон
―
Si
+4
3
+
―
―
свободная
дырка
|
In |
|
|
Si |
― |
― |
+3 |
― |
― |
+4 |
|
|
|
|
|
||
5 |
― |
― ион атома |
― 6 |
|
|
|
|
|
In |
|
|
|
― |
|
|
― |
|
|
Si |
|
|
Si |
― |
― |
+4 |
― |
― |
+4 |
|
|
|
|
|
||
8 |
|
|
|
9 |
|
― |
― |
― |
Движение зарядов в твердом теле (дрейф) - электроны
E
Si |
Si |
Si |
P |
Si |
Si |
Si |
Si |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Движение зарядов в твердом теле (дрейф) - дырки
E
Si |
In |
Si+ |
Si |
Si |
Si |
Si |
Si |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
E |
|
|
|
|
|
Si |
In |
Si |
Si+ |
Si |
Si |
Si |
Si |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
E |
|
|
|
|
|
Si |
In |
Si |
Si |
Si+ |
Si |
Si |
Si |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Перемещение электрона от Si к In – создание дырки.
Теперь у In на оболочке 8 электронов, она устойчива и захваченный электрон "не отпустит".
Последовательное перемещение электронов от Si к Si влево -
то же самое, что перемещение дырки вправо.
Концентрация атомов и свободных зарядов в
Si (Т=300К)
плотность Si – 2.33[г∙см-3]
атомный вес Si – 28
Число Авогадро - 6∙1023
|
В 1 см3 |
Si: |
|
N |
Si |
5 |
10 22 |
|
|
|
|
n |
i |
2 10 10 |
|
|
Влияние примеси
ND=NP=1017[атом/см3]
nn=1017[электрон/см3]
NSi |
5 10 |
5 |
; |
nn |
10 |
7 |
; |
NP |
|
ni |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Кремний – примесная проводимость
Плотность атомов Si ~ 5·1022 см-3 Концентрация примеси ~ 1017 см-3 1 атом примеси на 5·105 атомов Si (!)
N |
D |
n |
n |
1 10 17 |
sm 3 |
|
|
|
|
n |
|
1400 , |
p |
500 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
n |
|
3.0 |
10 2 |
Om |
sm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 Om sm |
|
1 |
|
||
|
n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Проводники: |
|
10 3 |
Om sm |
||||
n |
|
||||||
Основные обозначения
Базовые
n - концентрация электронов p - концентрация дырок
N - концентрация атомов примеси Индексные
n – полупроводник n-типа p – полупроводник p-типа
i – собственный полупроводник D – атомы примеси-донора
A – атомы примеси-акцептора
Механизмы создания носителей заряда в ПП
собственный ПП:
тепловая генерация – электрон + дырка, ПП n-типа:
тепловая генерация – электрон + дырка, активация атома примеси – только электрон,
ПП р-типа:
тепловая генерация – электрон + дырка, активация атома примеси – только дырка,
Выводы:
В любом ПП всегда имеют место оба типа свободных носителей заряда
Основные и неосновные носители - определение.
Основные носители – тип носителя тот же, что и тип ПП
n-тип – электроны – концентрация nn, p-тип – дырки – концентрация pp.
Неосновные носители:
n-тип – дырки – концентрация pn, p-тип – электроны – концентрация np.