egyensúlyi koncentráció
Elmozdulása kvantumállapotok a fázisban térben. Sűrűség függvényében államok.
Kiszámítani az energia állapotsűrűség egy részecske, először kiszámítja a állapotsűrűség reciprok térben (impulzus, vagy k-space). A távolság a államok adott peremfeltételek. Szabad elektronok és fotonok a doboz mérete L és elektronok a kristályrács egy rácsos L méret használatával periodikus peremfeltételek Born - Kármán. Használata a szabad részecske hullám funkciót kapunk
2 \ pi n = kL \\
\ frac = \ Delta k \\
ahol n - bármilyen egész szám, és a \ Delta k \, - közötti távolság államok különböző K.
Teljes k-államok száma áll a részecskék - térfogata k-space rendelkezésére, osztva a térfogat-k által elfoglalt egyetlen állam. Rendelkezésre álló kötet - csak az integrál k = 0 k = k. Térfogata k-hely egy állapotból a n-dimenziós esetben felírható
g_s - degenerációja szint (általában pörögni degenerációja egyenlő 2). Ez a kifejezés, hogy különbséget, hogy megtalálják a sűrűsége államok k-space: g (k) \, dk = \ frac \, dk. Ahhoz, hogy megtalálja a állapotsűrűség az energia, meg kell tudni, hogy a diszperziós relációt egy részecske, azaz kifejezetten k és dk szempontjából g (k) dk szempontjából E és dE. Például, egy szabad elektron: E = \ frac = \ frac, dE = \ frac \, dk.Egy általánosabb meghatározásában társul aránya
ahol az s index, állapotnak megfelelő diszkrét vagy folytonos spektrumú, és \ delta - a Dirac-delta. Az átmenet összegzés az integrációt kell használni rendesen
ahol \ hbar - Planck-állandó.
Az ideális Fermi-gáz. Kommunikációs Fermi energia és az elektron sűrűség.
Az ideális Fermi-gáz. Az átlagos energiája az elektron.
Típusú kötéseket atomok és molekulák kristályok. Amorf és kristályos állapot. A kristályrács. A rács alatt. államok az elektronok a kristályt. A koncepció a kvázi-lendület.
Kronig-Penny modell szerint. Electron hullámfüggvény.
Kronig-Penny modell szerint. Energy sávokat. Brillouin övezetben. Kapcsolata az energia sávok, és az elektron energia szintje a potenciális jól végtelenül magas falakkal.
Besorolás kristályszerkezete energia sávokat. A vezetési sáv és a vegyérték sáv. A hatékony az elektron tömege, és a lyuk.
Meghatározása intrinsic félvezető. A megjelenése az elektromos vezetőképessége belső félvezető szempontjából modell ábrázolások és a zenekar elmélet. Kiszámítása elektronsűrűség a vezetési sávban a félvezető önkényes.
23. meghatározása belső félvezető. A megjelenése az elektromos vezetőképessége belső félvezető. Az az állapot, az elektromos semlegesség. Kiszámítása a Fermi szint és elektromos vezetőképessége az intrinsic félvezető. Grafikon n = f (t), # 61555; # 61.472, # 61501, # 61472; f (T), Ln # 61555; # 61.472, # 61501, # 61472; f (1 / T). Kísérleti meghatározása PO szélességű.
Mindkét folyamat - generáló pár menesztőt és azok rekombináció - bármilyen mennyiségű a félvezető egyidejűleg megy végbe. A megfelelő hordozó koncentrációja jön létre a feltétele dinamikus egyensúly, amelyben a számos feltörekvő hordozók száma megegyezik az rekombinációs. Közötti időintervallum a pillanatban töltéshordozó generációja és rekombináció időt a szabad elektronok hívják élő vagy lyukak, és a megtett egy töltéshordozó élettartama a távolságot - szabad utat. Tekintettel arra, hogy az élettartam az egyes hordozók különböző feltételek alapján értjük az átlagos élettartam és az átlagos szabad úthossz.
Fermi szint - a fő paraméter statisztikai elektronok eloszlását és lyukak. A számítások helyzetének meghatározására a Fermi szint, hajlanak arra, hogy a feltétele az elektromos semlegesség.
A saját poluprovodnikan = p.
Amikor a belső koncentráció kiszámítása során figyelembe kell venni a függőség a bandgap a hőmérséklet (1,17). En koncentrációja fontos jellemző paraméter az anyag egy előre meghatározott hőmérsékletre, mint a Ni 2 -érték konstans nem csak a saját, hanem a adalékolt anyagok (ez nem függ a Fermi szintű pozíció). saját koncentráció értékek a fő félvezető anyagok kerülnek bemutatásra az asztalra.
24. meghatározása a donor félvezető, és a donor szennyező. A vezetőképesség a donor félvezető magas és alacsony hőmérsékleten. Alacsony szennyeződést kimerülése. Az az állapot, az elektromos semlegesség. Grafikon n = f (t), # 61555; # 61.472, # 61501, # 61472; f (T), Ln # 61555; # 61.472, # 61501, # 61472; f (1 / T). egy széles hőmérséklet-tartományban.
A donor és a donor szennyező karmester. Vezetőképesség donor vezető magas és alacsony hőmérsékletnek. elektroneutralitás állapotban.
25. kiszámítása a Fermi szintjét a félvezető donor. Számítási vezetőképesség donor félvezető. Grafikon n = f (t), # 61555; # 61472; # 61501; # 61472, F (t), Ln # 61555; # 61.472, # 61501, # 61472; f (1 / T) egy széles hőmérséklet-tartományban.
Az egyensúlyi koncentráció. Kommunikációs koncentrációjú elektronok és lyukak a külső és belső félvezetők. elnyomás hatása.
Tekintsük az általános esetben, amikor a koncentráció sekély donorok különböző koncentrációjú sekély akceptorok. Mert határozottságot feltesszük, hogy. Ebben az esetben a sekély donorok és akceptorok kis mennyiségben kell egymáshoz képest eltolt, azaz minden elfogadóhelyek tele vannak elektronok jött a donor központok, ezért. A szám a kompenzálatlan donor képesek részt venni a termikus generációs elektronok - zóna lesz: - hatékony donor koncentrációjától. Ennélfogva, egy arány félvezető viselkedik, mint egy félvezető - típusú. Ilyen félvezető szennyező nincs lyuk, és a lyukak eredményeként jött létre saját átmenetek magas hőmérsékleten. elektroneutralitás egyenlet ilyen félvezető fényében az előző rész lesz a következő formában:
Vegyünk egy pár pridelnyh esetben.
1. Nagyon alacsony hőmérsékleten.
Ebben az esetben. . Ezután elektroneutralitás egyenlet:
Behelyettesítve (3) az expressziós számára. kapjuk:
- elektron-donor vegyület alkalmazott koncentrációt.
- hatásos koncentrációja ionizált donorok.
Ez az egyenlet megoldható 4.§.
Látható, hogy az aktiválási energia.
3. A magas hőmérséklet.
Ebben az esetben az érték nem lehet figyelmen kívül hagyni. . Ezután elektroneutralitás egyenlet:
A megoldás Ennek az egyenletnek in §5. Magas hőmérsékleten:
Legnagyobb. A szakterületen meg tudja határozni a hatásos koncentráció.
4. Nagyon magas hőmérsékleten.
27. A keletkezési sebessége. Thermal generáció. A rekombináció aránya. rekombináció együttható. És a rögzített egyensúlyi állapot. Túlzott koncentrációt. Törvény koptatással túlzott koncentrációt az idő múlásával. A kisebbségi töltéshordozók élettartamát. Grafikon Dp (t). p (t) (vagy DN (t). n (t).
Hatása alatt a feszültséget a kristály elektromos térben az ott. Elrendelt mozgást töltéshordozók: elektronok elmozdulni a pozitív elektród, egy lyuk - negatív. Ha ez nem áll meg a termikus mozgás a töltéshordozók, amelyek előfordulnak miatt ütközés a atomok a félvezető és a szennyező.
Irányított mozgás töltéshordozók alatt egy elektromos térerősség az úgynevezett drift. egy indukált áram mozgása által - a drift áram. Ebben az esetben az aktuális karaktert lehet elektronikus úton, ha ez okozza a mozgás az elektronok, vagy lyuk, ha jön létre azáltal, hogy a irányított lyukak.
Az átlagsebesség a töltéshordozók az elektromos mező egyenesen arányos a térerősség:
M Az együtthatót az arányosság az úgynevezett elektron mobilitás (Mn), és a lyukak (MP). Szabad elektronok közötti térben kristályrács pontok és a lyukak - a kovalens kötések, így az átlagos sebesség, és így az elektronok mozgékonyságát nagyobb lyuk. A szilícium-hordozó a mobilitás kisebb, mint a germánium.
Az intrinsic félvezetők az elektron és a lyuk koncentráció azonos, hanem azért, mert azok eltérő mobilitási az elektronikus alkatrész a jelenlegi a lyuk felett rögzítjük. A szennyező félvezető elektron és a lyuk koncentrációban jelentősen különböznek, az aktuális karaktert határozza meg többségi töltéshordozók: egy p-típusú félvezetők - lyukak, és n-típusú félvezetők - elektronok.
Amikor egyenetlen hordozó sűrűsége valószínűsége, hogy ütközés minden más, a félvezető réteg, ahol azok koncentrációja magasabb. Hogy a véletlenszerű termikus mozgás a töltéshordozók eltéríti az oldalsó, ahol a kisebb az ütközések számát, azaz a mozgassa az irányba csökkenti a koncentrációt.
Irányított mozgása töltéshordozók a réteget egy nagyobb koncentrációjú őket a rétegben, ahol a koncentráció alacsonyabb, az úgynevezett diffúziós. a jelenlegi okozta ezt a jelenséget, - a diffúziós áram. Ez az áram, valamint a sodródás, lehet elektron vagy lyuk.
A mértéke egyenlőtlen töltéshordozók jellemzi koncentráció gradiens; ez határozza meg, mint az aránya koncentráció változását változtatni a távolság, amelynél ez előfordul. Minél nagyobb a koncentráció gradiens, vagyis a élesebb, mint ez megváltozott, annál a diffúziós áram.
Mozgó elektronok a réteg nagy koncentrációban a réteg egy alacsony koncentrációjú, amint mozog rekombinálódnak lyukakkal, és fordítva, a fényt szóró réteg, amely csökkentett koncentrációban lyukak rekombinálódnak elektronokkal. Ebben az esetben, a felesleges hordozót koncentrációja csökken.