Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция №2_ПВ2.ppt
Скачиваний:
29
Добавлен:
18.11.2015
Размер:
689.66 Кб
Скачать

Полупроводники, кристаллическая решетка которых помимо четырехвалентных атомов содержит атомы с валентностью, отличающейся от валентности основных атомов, и их концентрация превышает собственную концентрацию носителей заряда, называют примесными. полупроводниками

Если валентность примесных атомов больше валентности основных атомов, например, в кристаллическую решетку кремния введены пятивалентные атомы мышьяка, то пятый валентный электрон примесного атома оказывается незанятым в ковалентной связи, то есть становится свободным и легко отрывается от атома. При этом примесный атом оказывается ионизированным и приобретает положительный заряд. Такой полупроводник называют электронным, или полупроводником типа п, а примесные атомы называют

донорами.

Если в кристаллическую решетку кремния введены атомы трехвалентной примеси, например атомы алюминия, то одна из ковалентных связей оказывается незаполненной. При незначительном тепловом воздействии электрон одной из соседних связей может перейти в незаполненную связь, а на том месте, откуда пришел электрон, возникает дырка. При этом примесный атом приобретает отрицательный заряд. Такой полупроводник называют дырочным, или полупроводником типа р, а примесные атомы называют

акцепторами.

Электропроводность полупроводников, обусловленную наличием примесей, называют его примесной проводимостью.

С точки зрения зонной теории, при тепловой генерации происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости, а при рекомбинации — их возврат из зоны проводимости в валентную зону. Скорость тепловой генерации обратно пропорциональна ширине запрещенной зоны и прямо пропорциональна температуре Т.

Для германия при Т = 3000 К ширина запрещенной зоны имеет значение = 0,72 эВ, для кремния =1,12 эВ, для арсенида галлия =1,41 эВ. Чем шире запрещенная зона, тем меньше концентрация собственных носителей заряда.

Электроны в электронном полупроводнике называют основными носителями заряда, а дырки неосновными.

Дырки в дырочном полупроводнике называют основными носителями заряда, а электроны — неосновными.

Свойства полупроводниковых материалов

Параметр

Время жизни неосновных носителей заряда, с

Теплопроводность, Вт/К·см

Температура плавления, Тпл, oС

Ширина запрещенной зоны, Ез, эВ

Подвижность электронов, n, см2/(В.с)

Подвижность дырок,

р, см2/(В.с)

Собственная концентрация, ni, см-3

Германий

Кремний

Арсенид галлия

10-3

2,5·10-3

10-8

0,6

1,45

0,46

940

1420

1240

0,67

1,11

1,4

3800

1400

1500

1800

500

450

2,5.1013

2.1010

1,5.106