- •Собственные полупроводники. Концентрация носителей заряда в полупроводниках.
- •Отличительным признаком полупроводников является сильная зависимость их электропроводности от температуры, концентрации примесей, воздействия светового и ионизирующего излучений.
- •О чистоте п/п материалов
- •Примесные полупроводники
- •Скорость дрейфа
Скорость дрейфа
Vдр,ср= (q/m) E =
q – заряд электрона;
m – масса электрона;
E – напряженность электрического поля
Коэффицент пропорциональности называется подвижностью электронов,
т. е. подвижность - величина, численно равная средней скорости их направленного движения в электрическом поле с напряженностью, равной 1В/м.
п/п |
Ge |
Si |
GaAs |
SiC |
n [м2/в.с] |
0.39 |
0.13 |
1 |
0.02-0.1 |
p [м2/в.с] |
0.19 |
0.05 |
0.04 |
5.10-4 |
Во всех практически используемых п/п при Т=300К подвижность падает с ростом поля, в сильных полях ~1/E , т.е Vдрейф~ const~5.104 м/сек (Е~5кВ/см)
пример: U=1B; l=100нм (100 10-9м); тогда E=10 кВ/см) [E=U/l]
Рис.3.6 Зависимость дрейфовой скорости от напряженности электрического поля
В результате дрейфа электронов в полупроводнике появляется электронная составляющая плотности дрейфового тока (А/м2), которую запишем на основании закона Ома:
Jn др = qnnE
q - заряд электрона. n –концентрация электронов в п/п.
Аналогично, дырочная составляющая плотности дрейфового тока
JP др = qpPE
Полная плотность дрейфового тока при наличии свободных электронов и дырок равна сумме электронной и дырочной составляющих:
J др = qnnE + qpPE
n, p – концентрации свободных носителей.
Закон Ома в дифференциальной форме:
плотность тока ~ напряженность эл. поля *удельную проводимость (-коэффициент)
J = E = (1/E 5
Сравнивая 5 и , тогда удельная проводимость
= nqn + pqp 6
Ток c плотностью J через площадку S равен
I = JS 7