Удел. электропровод полупроводников

Электропроводимость называется собственной, когда нет примесей и концентрация электронов и дырок одинаковая. ;

С повышением Т увеличивается концентрация носителей в отличии от металлов, с др. стороны уменьшается подвижность.

Примесной электропроводимостью называют, когда в полу-к добавляют примеси.

Акцепторная примесь- это примесь с меньшей валентностью. Проводимость будет называться дырочной. Полупроводник будет p-типа.

Донорная примесь-это примесь с большей валентностью. Проводимость будет называться электронной, а полупроводник будет n-типа. При абсолютном нуле полу-к ведёт себя как диэлектрик. При нагревании полу-ка атомы ионизируются и проводимость резко возрастает.

 

Зависимость электропровод собствен и не вырожден полупровод от ширины ЗЗ

Полупроводник, кристаллическая решетка которого не содержит атомов другой валентности, называется собственным полупроводником. При сообщении кристаллической решетке некоторого дополнительного количества энергии, например, путем нагрева или под воздействием света электрон может покинуть ковалентную связь и превратиться в свободный носитель электрического заряда. В результате ковалентная связь становится дефектной, в ней образуется «вакантное» место, которое может занять один из валентных электронов соседней связи.

Полупроводники, кристаллическая решетка которых помимо четырехвалентных атомов содержит атомы с валентностью, отличающейся от валентности основных атомов, и их концентрация превышает собственную концентрацию носителей заряда, называют примесными. С точки зрения зонной теории при тепловой генерации происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости, а при рекомбинации их возврат из зоны проводимости в валентную зону. Скорость тепловой генерации обратно пропорциональна ширине запрещенной зоны и прямо пропорциональна температуре Т. Чем шире запрещенная зона, тем меньше концентрация собственных носителей заряда.

Примесные полупроводники.

На проводимость п-ка, большое влияние оказываю примеси. При добавлении донорной примеси, образуются липшие электроны. Основными носителями заряда станут электроны. Проводимость будет называться электронной.

При добавлении акцепторной примеси, образуется лишнее кол-во “дырок”(положительно заряженные носители).Основными носителями заряда станут “дырки”. Проводимость будет дырочной.

Подвижность носителей в области низких температур из-за рассеяния на ионах примеси пропорциональна . В области высоких температур основное значение имеет рассеяние на тепловых колебаниях решетки (фононах) и т.е. подвижность с ростом температуры уменьшается. Но так как концентрация свободных носителей заряда с ростом температуры увеличивается значительно быстрее, чем уменьшается подвижность, то проводимость растет по закону

,

- энергия активация примеси (или ширина запрещенной зоны); k – постоянная Больцмана; -коэффициент температурной чувствительности.

 

Терморезистор

это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от температура.

,

Где R₀ - условное сопротивление полупроводника при ; - энергия активация примеси (или ширина запрещенной зоны); k – постоянная Больцмана; -коэффициент температурной чувствительности

 

 

Эффект Холла.

Если через проводящую пластинку пропускать ток, а перпендикулярно пластинке направить магнитное поле, то в направлении поперечном току (и направлению магнитного поля) на пластинке появится напряжение

 

Обозначим: Ex – напряженность электрического поля, обусловленного ЭДС Холла, h – толщина ленты проводника.

Перераспределение зарядов прекратится, когда сила qEx уравновесит лоренцеву силу, т.е.

или

 

Получение p – n перехода

p – n переходом называют область, находящуюся на границе раздела между дырочной и электронной областями одного кристалла. Он создаётся в одном кристалле введением двух различных примесей, создающем в нём электронную и дырочную области.

При T=const преход в p-слое и в N-слое проходит в состоянии равновесия. Особенность этого состояния заключается в том, что для всего объёма полупроводника в равновесном состоянии уровень Ферми имеет одинаковое значение

Высота потенциального барьера равна контактной разности потенциалов. Это разность потенциалов в переходе.