1.Энергитический спектр электронов твердых телах и каков его характер
Под термином энергетический спектр понимают шкалу количественных значений энергии электронов атомов данного вещества.
Разрешенные энергетические зоны состоят из такого числа близко расположенных отдельных энергетических уровней, сколько атомов в едини-це объема данного вещества. Количество энергетических зон равно или меньше количества энергетических уровней (орбит) электронов в изолированном атоме.
В соответствии с рассмотренной моделью, энергетический спектр электронов вещества представляет собой чередование разрешенных и запрещенных энергетических зон, изображаемых в виде энергетической диаграммы.
Электрическая диаграмма
С энергетической точки зрения твердого тела, следует: проводники это вещества основным эл. свойством которых является электропроводимость
Полупроводники это вещества проводимость которых зависит от внешних факторов
Диэлектрики это вещества основным свойство которых является способность поляризоваться под действием внешнего э. поля.
2.Энергитические диаграммы твердых тел
3.Энергитическая диаграмма собственного полупроводника Уровень Ферми. Концентрация носителей заряда и удельная проводимость.
Полупроводник - вещество, основным свойством которого является сильная зависимость его электропроводности от внешних факторов.
В собственных полупроводниках электропроводность обеспечивается двумя типами заряда электроны и дырки, подвижность электронов выше чем у дырок поэтому преобладает электронных характер
С узкой зоны одновременно с процессом тепловой генерации идет обратный процесс возвращения электронов из свободной зоны в валентную в результате исчезает пара свободных зарядов – рекомбинация
рассчитывается
концентрация зарядов
4.Энергитическая диаграмма примесного полупроводника Уровень Ферми. Концентрация носителей заряда и удельная проводимость.
Донорный акцепторный
Атомы примеси способны легко отдавать электроны в свободную зону либо захватывать электроны из валентной зоны, достраивая тем самым свою наружную оболочку до устойчивого состояния. Отсюда произошли названия: донорный полупроводник, т.е. имеющий примесные атомы, отдающие электроны в свободную зону;
акцепторный полупроводник, т.е. с примесными атомами, захватывающими электроны валентной зоны.
в донорном полупроводнике носителями заряда являются электроны, поэтому он называется электронным или n-типа, а в акцепторном носителями являются дырки, и полупроводник называется дырочным, или р-типа.
5.Температурная зависимость удельной проводимости примесного полупроводника.
Различаются два механизма рассеивания
на тепловых колебаниях решетки
рассеяние на ионизированных либо нейтральных примесях и дефектах решетки
Первых преобладает на высоких температурах, а второй на низких.
Область температур от Т1 до Т3, т.е. от точки а до точки б, называется областью истощения примеси, когда удельная проводимость не изменяется, поскольку нет роста примесной концентрации, а рост концентрации собственных носителей, а значит, и удельной проводимости σ начинается только при температурах выше Т3, когда подводимой тепловой энергии будет достаточно для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости.
При достаточно высоких температурах (выше Т3) начинается рост концентрации собственных носителей заряда и электропроводность растет с увеличением температуры по экспоненциальному закону.
6. Пояснить термины: основные и неосновные носители заряда; генерация и рекомбинация носителей заряда; равновесная и неравновесная концентрация носителей заряда.
Те носители, концентрация которых выше, называют основными (электроны) носителями заряда, а носители другого типа — неосновными (дырки)
Рекомбинация — процесс «гибели» электрон-дырочной пары в полупроводнике.
Генрация - Возникновения пары электро-дырка в полупроводнике
Концентрация носителей заряда, вызванная термическим возбуждением в состоянии теплового равновесия, называется равновесной.
Результате облучения фотонами или частицами большой энергии, ударной ионизации, введения носителей заряда в полупроводник из другого тела называется неравновесной