Áramok félvezetők
A félvezetők, szabad elektronok és lyukak hodyatsya-állapotában a véletlenszerű mozgás. Ezért, ha úgy döntünk, tetszőleges szakasz belső teréből félig nick és számolja meg a töltéshordozók áthaladó ez a szakasz az időegység alatt balról jobbra, majd jobbról balra, az értékek ezen számok ugyanaz lesz mi. Ez azt jelenti, hogy az elektromos áram egy adott térfogatban elérhető félvezető.
Amikor elhelyezni a félvezető térerősség E a véletlenszerű mozgás a töltéshordozók egymásra komponens irányított mozgást zheniya. Irányított mozgása töltéshordozók szigetelő elektron-mező hatására a megjelenése egy aktuális, úgynevezett közvetlen-sodródás (1.6 ábra, a) miatt az ütközés a töltéshordozók a kristályrács atomok azok mozgását abba az irányba, egy elektromos mező lenii
Drift 1.6 ábra (a) és diffúziós (b) az áramok félvezető.
szakaszos és azzal jellemezve-sére mobilitást m. A mobilitás közepes sebességű ott. a megszerzett töltéshordozók az irányt az elektromos térerősség E = 1 / m, m. f.
A mobilitás a töltéshordozók függ a mechanizmus a szórásuk a kristályrácsban. -Tion vizsgálatok azt mutatják, hogy az elektron a mobilitás Mn és MP lyukaknak egy különböző értéket (Mn> MP) és hőmérséklete határozza meg, és a szennyezések koncentrációja. Növelése TEM-mérséklet csökkenti a mobilitást, hogy függ a számát szita-ütközések töltéshordozók egységnyi idő.
A áramsűrűség a félvezető miatt Dray-vom szabad elektronok hatása alatt egy külső elektromos mező elektron-átlagsebességgel. által meghatározott kifejezést.
Displacement (drift) a lyukak a vegyérték sáv a média, létrehoz egy sebesség félvezető lyukba áramot, amelynek sűrűsége. Következésképpen, a teljes áramsűrűség-ség a félvezető tartalmaz egy elektronikus JN, és a JP lyuk komponenseit és azok összege egyenlő (n, és p - a koncentráció a elektronok és a lyukak rendre).
Behelyettesítve a kifejezés a áramsűrűség-set viszonyított átlagos sebessége az elektronok és a lyukak (1,11), kapjuk a
Ha összehasonlítjuk a kifejezést (1,12) és az Ohm-törvény j = SE, a vezetőképessége a félvezető meghatározott kíván létrehozni a kapcsolatot
A félvezető saját elektromos vezetőképessége koncentrációja elektron lyuk koncentráció megegyezik (ni = pi), és annak vezetőképessége határozza meg az expressziós-zheniem
Egy félvezető n-típusú>. és annak vezetőképessége megfelelő pontossággal mo-Jette által meghatározott az expressziós
Egy félvezető p-típusú>. és egy specifikus elektron-vezetőképessége félvezető ilyen
Magas hőmérsékleten, a koncentráció a villamos és a lyukak jelentősen nőtt, mivel a törés a kovalens kötések, és annak ellenére, hogy a csökkenés a mobilitás-STI, vezetőképesség félvezető exponenciálisan növekszik.
Továbbá termikus gerjesztés, ami eredetileg-kilenced egyensúlyi koncentráció díjak egyenletesen vannak elosztva a térfogata a félvezető, a dúsítási az elektronok a félvezető koncentrációra np és lyukak kami PN koncentrációja lehet annak Illum-scheniem besugárzásával az áramlás a töltött részecskék, adja-niem őket a kapcsolati (injekció), és a hasonlók. d. ebben az esetben, gerjesztő energia átvitele közvetlenül valósítják-lam töltés és termikus energia a kristályrács marad közel állandó. Következésképpen pontos kunyhó-fuvarozók nem termikus-ravnove ezekkel bárokban és az úgynevezett nem-egyensúlyi. Ellentétben az egyensúlyi lehet egyenlőtlen eloszlása-félvezető deljatsja térfogat (Ábra 1.6, b)
Megszűnése után a gerjesztő miatt-bination rekombinációja elektronok és a lyukak, de a koncentráció feleslegben többségi töltéshordozók gyorsan csökken, és elér egy egyensúlyi érték.
Az arány a rekombinációja nem egyensúlyi hordozóanyagokat pro-arányos felesleg lyuk koncentrációt (pn -) vagy elektronok (np -):
ahol tp - lyuk élettartam; tn - élettartama elektronok. Élettartama alatt a koncentráció egyensúlyi kopás-Ing csökken 2,7-szer. A élettartama a felesleges hordozók 0,01. 0,001 s.
A töltéshordozók rekombinálódnak az összege félig Vodnik és a felszínén. Egyenetlen eloszlása nem egyensúlyi kopás-Leu díj kíséretében diffúziós felé Men-nyakkal koncentráció. Ez a mozgás a töltéshordozók OCU-sarcot a rajta átfolyó villamos áram nevezték az első diffúziós (1.6 ábra, b).
Tekintsük az egydimenziós esetben. Let félvezető nick-elektron koncentráció n (x) és a lyukak p (x) a koordináták Xia funkciókat. Ez vezet a diffúziós-edik mozgását lyukak és elektronok a régió nagyobb a koncentráció, hogy a kisebb koncentrációban.
Diffúziós mozgása töltéshordozók elhaladó Lebanon obuslov-diffúziós áram elektronok és lyukak, amelyeknek a sűrűsége határozza a kapcsolatok Xia:
ahol dn (x) / dx, dp (x) / dx - gradiensek elektron és lyuk koncentrációban; Dn. Dp - diffúziós együtthatók Elektromos és lyukak.
A koncentrációgradiens Character-zuet foka egyenlőtlen töltések (elektronok és lyukak) a félvezető mentén néhány kiválasztott irányba (ebben az esetben az x-tengely). A diffúziós együtthatók számát jelöli töltéshordozók egységnyi keresztmetszet-idő EDI-határ menti terület merőlegesen a kiválasztott irányba-leniyu, változó koncentráció gradiensével ebben az irányban, egyenlő egy-prefektúra. együtthatók
diffúziós kapcsolódó mobil töltéshordozók Einstein egyenletei:
A „mínusz” kifejezésben (1,14) azt jelenti, protivopo hamis-irányba elektromos áramok a félig Vodniki a diffúziós mozgást az elektronok és lyukak a irányába csökkenő koncentrációik.
Ha van egy félvezető, és az elektromos mező és a koncentráció-gradiens a hordozók áthaladó áram van sodródás és diffúziós komponenseket. Ebben az esetben a jelenlegi sűrűséget számítjuk ki a következő egyenletekkel conductive-: