- •Тема 10. Вопрос 7. На какие группы делятся ферриты по составу, свойствам и областям применения?
- •Тема 5. Вопрос 6. Что такое подвижность носителей зарада и в каких единицах она измеряется?
- •Тема 2. Вопрос 7. Какими параметрами пользуются на практике для характеристики электропроводности?
- •Практическое задание
- •Решение:
- •Решение:
Тема 5. Вопрос 6. Что такое подвижность носителей зарада и в каких единицах она измеряется?
Ответ:
Подвижность носителей по определению есть их средняя направленная скорость в полупроводнике при напряженности электрического поля Е =1В/см. Как правило, подвижность электронов μn всегда больше подвижности дырок μр. Это объясняется большей инерционностью дырок (соответствующей инерционности валентного электрона), чем свободного электрона. Наиболее значительно это проявляется у арсенида галлия. Чем больше подвижность, тем больше скорость движения носителей и тем выше быстродействие полупроводникового элемента. Отсюда становится понятным преимущество высокочастотных элементов, изготовленных из электронного арсенида галлия.
Размерность подвижности м2/(В·с) или см2/(В·с). Фактически подвижность численно равна скорости носителей заряда при напряженности электрического поля в 1 В/м.
Тема 2. Вопрос 7. Какими параметрами пользуются на практике для характеристики электропроводности?
Ответ:
Практической мерой электропроводности является удельное сопротивление ρ. В технике различают удельное объемное ρV и удельное поверхностное ρS сопротивления.
В системе СИ удельное объемное сопротивление ρV численно равно сопротивлению куба вещества с ребром 1 м, если ток проходит через объем между противоположными гранями куба и имеет размерность [Ом∙м].
Удельное поверхностное сопротивление ρS численно равно сопротивлению квадрата любого размера на поверхности диэлектрика, если ток проходит между противоположными сторонами этого квадрата, и имеет размерность [Ом], [Ом/квадрат], [Ом/□].
Последняя форма записи размерности характерна для проводниковых и полупроводниковых пленок, используемых в микроэлектронике, формируемых как на полупроводниковых, так и на диэлектрических подложках.
Величина поверхностного сопротивления сильно зависит от состояния поверхности, т.е. влажности, степени загрязнения, окисления. Неполярные диэлектрики слабо адсорбируют влагу, и ρS мало зависит от влажности. Ионные диэлектрики – керамика, стекло – гигроскопичны, поэтому для них ρS во влажной среде мало. Для устранения влияния влажности и повышения ρS керамические и стеклянные детали покрывают влагостойкими кремнийорганическими лаками.
Практическое задание
Задача №8
Рассчитать температуру истощения примеси TS по величине энергии активации примесных носителей заряда ∆ЕД, ∆ЕА и концентрации примеси NД, NА, считая, что плотность состояний в зонах NС, NВ не зависит от температуры.
Варианты материалов, энергий активации проводимости и концентраций примесных атомов:
-
Ge, ∆ЕА = 0,05 эВ, NА = 2∙1020 м-3
-
Si, ∆ЕД = 0,045 эВ, NД = 5∙1023 м-3.
Вариант 1. Исходные данные: Ge, ∆ЕА = 0,05 эВ, NА = 2∙1020 м-3 , NВ = 5∙1024 м-3 , k = 8,617 эВ К-1.
Решение:
Температура истощения для акцепторного полупроводника определяется по формуле
где ∆ЕА - энергии активации дырочной проводимости;
NА – концентрация акцепторной примеси;
NВ - число энергетических уровней, разрешенных для нахождения на них электронов, или эффективная плотность состояний в валентной зоне;
k - постоянная Больцмана.
Тогда получаем
Ответ: TS =
Вариант 2. Исходные данные: Si, ∆ЕД = 0,045 эВ, NД = 5∙1023 м-3 , NС = 2,8∙1025 м-3 , k = 8,617 эВ К-1.