Арсенид Галия.

Арсенид Галия – один из основных полупроводниковых материалов, который благодаря своим свойствам находит широкое применение в разработке новых типов полупроводниковых приборов. Он обладает большой широтой запрещённой зоны. По сравнению с Германием и Кремнием имеет преимущество. Это высокая подвижность электронов и дырок. Арсенид Галия получают газотранспортными реакциями. Температура плавления 1237^◦C, а плотность 59,9 г/см^{3. Арсенид Галия представляет собой монокристаллический материал в виде слитка диаметром 12мм. Применяется в изготовлении полупроводниковых приборов.}

Кристаллическая решётка.

К ристалл – это вещество с упорядоченной структурой. Кристаллическая решётка – это строго определённой положение атомов, т.е. расположение атомов в определённой закономерности. Основными материалами, применяемыми в электронике являются Кремний и Германий, которые относятся к 4 группе и атомы которых обладают 4 валентными электронами. Условно кристаллическая решётка изображается в виде плоской сетки.

Любой правильный кристалл Кремния или Германия состоит из бесконечно повторяющихся во все стороны элементарных ячеек, которые и образуют кристаллическую решётку. Кристаллическую решётку Кремния и Германия называют решёткой типа алмаза и эту решётку имеют практически все полупроводниковые материалы.

Диффекты кристаллических решёток.

Д иффекты бывают: 1)Пустой узел, 2)Междоузельный атом, 3)Совокупность пустого узла и междоузельного атома, 4)Линейная дислокация, 5)Винтовая дислокация. Диффекты образуются в результате теплового возбуждения или воздействия частиц с большой энергией. Диффекты могут перемещаются по кристаллической решётке и существенно влияют на механическую прочность и электропроводность изделия. Чем больше диффектов, тем хуже эти параметры.

Вырожденный и компенсированный полупроводник.

При очень больших концентрациях примесей примесные уровни расщепляются и образуют примесную зону, которая обычно сливается с ближайшей разрешённой зоной полупроводника. Получившаяся объёмная зона будет не полностью заполненной электронами, что соответствует структуре металла, поэтому сильно легированные полупроводники называют вырожденными или полуметаллами. Полупроводник, в котором концентрация донорной и ацепторной примесей одинаковы.

Движение зарядов в полупроводниках.

В полупроводниках электрический ток создаётся 2 способами: 1)Электрическим полем, 2)Неравномерное распределение носителей заряда по объёму полупроводника. Движение носителей заряда под действием электрического поля называется дрейфовым. Плотность дрейфового тока определяется выражением i=σE, где σ – удельная проводимость, а E – напряжённость. Т.к. в полупроводниках используется 3 типа носителей, то удельная проводимость складывается из 2 составляющих: электронной и дырочной. σ = qnμ_n + qpμ_p, где q - заряд, n – концентрация электронов, p – концентрация дырок, μ_n – подвижность электронов, μ_p – подвижность дырок. Диффузионным током называется ток, который образуется за счёт перехода носителей заряда из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией носителей заряда. Диффузия – проникновение 1 вещества в другое. В области с высокой концентрацией носителей заряда, вероятность столкновения носителей заряда очень большая, поэтому электрон, совершая тепловое, хаотичное движение стремиться перейти в ту область, в которой концентрация их не высокая, т.е. наличие неравномерности концентрации приводит к созданию диффузионного тока. Степень неравномерности в распределении носителей заряда определяется отношением изменения концентрации к изменению расстояния, на котором оно произошло. Это отношение называется градиентом концентрации, и чем он больше, тем больше диффузионный ток. Grad n = , grad p = . Плотность электронной составляющей диффузионного тока i_{n диф.}=eD_{n ,} i_{p диф.} = eD_{p .} Где D_n, D_p – коофициенты диффузии электронов (n), дырок (p). dp, dn – градиенты концентрации дырок (p), электронов (n). D_n = μ_n.

D _p = μ_p, где K – постояная Больцма (1,3807^.10^-23 Дж/К), Т – температура, e – заряд электрона, μ_n – подвижность электронов, μ_p – подвижность дырок. Полная составляющая диффузионного тока γ_диф.=

i_{n диф} + i_{p диф.}