1.1 Общие сведения о полупроводниках

Все материалы (вещества) условно делятся на 3 группы:

металлы;
полупроводники;
диэлектрики.

По удельному электрическому сопротивлению они различаются следующим образом:

металлы

полупроводники

диэлектрики

10⁸÷10⁹

Ом*м

10^-6÷10^-5

К полупроводниковым материалам относится группа твердых кристаллических тел, которые по своим свойствам занимают промежуточное положение между прово

дниками и диэлектриками. Полупроводниками являются элементы четвертой группы таблицы Менделеева, например Германий(Ge), Кремний(Si) или Селен(Se), и соединения элементов, например арсенид галлия (GaAs), фосфорит галлия (GaP), карбид кремния (SiC). Характерной особенностью полупроводников, отличающей их от металлов, является возрастание их электропроводности с ростом температуры и при введении в полупроводник специальных примесей.

При повышении температуры удельное электрическое сопротивление у металлов увеличивается, у полупроводников – уменьшается.

1.4 Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда

При отсутствии электрического поля в полупроводнике и разности концентрации носителей заряда в объеме полупроводника, носители заряда находятся в хаотическом движении. Ввиду хаотического характера, ток в полупроводнике равен нулю.

Направленное движение носителей заряда под действием электрического поля называют дрейфовым движением, а движение, обусловленное различием концентраций носителей заряда в соседних слоях, называют диффузионным.

Дрейфовый ток связан с напряженностью электрического поля E следующим выражением:

где s – площадь сечения полупроводника, q – заряд электрона, – удельная проводимость, E – напряженность электрического поля. Следовательно .

Диффузионный ток пропорционален градиенту концентрации вдоль выбранной оси полупроводника:

1.5 Время жизни носителей заряда

Характеристики полупроводниковых приборов определяется временем жизни неосновных носителей заряда. Пусть в результате внешнего нетеплового воздействия в слое полупроводника выросла концентрация неосновных носителей заряда и стала превышать равновесную на Δp(0) или Δn(0). После снятия воздействия в момент времени t=0 происходит процесс снижения концентрации до равновесной в соответствии с выражениями:

; ,