Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Ефективното плътността на състоянията в валентната зона




За да се изчисли равновесната концентрация на електрони и дупки н 0 P 0, трябва да се изчисли стойността на интеграла Fermi-Дирак (2.52) и (2.56), която представя значителни предизвикателства за пълната гама от позицията на нивото на Ферми М в п зони. съществуват Аналитични решения за Fermi-Дирак неразделна само за крайни случаи - не-дегенерат и силно изроден полупроводници.

Ние считаме, че три от случаите.

Първият съответства на nondegenerate примес полупроводникови (фиг. 2.7, регионът А, Фиг. 2.8).

Смята се, че полупроводника не се израждат, ако:

или (2.57)

Това означава, че донорът в не-изродени полупроводници нивото на Ферми лежи под проводимост групата на най-малко няколко килотона. В този случай, електроните в проводимата зона и енергия от В Ферми-Дирак функция на разпределение на експоненциален термин ще бъде много по-голям от един, така

(2.58)

По този начин, в които не деградира полупроводникови носители подчиняват на статистиката Boltzmann. Съответно, интеграл Ферми може да се изписва като:

(2.59)

равновесната концентрация на електрони и дупки н 0 P 0, в случай на не-изродени полупроводници а съответно (Фигура 2.7 (A), Фигура 2.8 ..):

(2.60)

(2.61)

Физическият смисъл на параметрите N C и N V - плътност на държави в проводимостта и валентни ленти. Формулите за N в и N V определят границите на попълване на енергийните нива в близост до дъното на проводимостта и валентни ленти.

Знаейки, че концентрацията на свободните носители на зареждане е възможно да се изчисли позицията на нивото на Ферми в забранената зона. Полупроводников N-тип проводимост при стайна температура, тази зависимост може да се изписва като:

(2.61a)

или -1 <Η <5 или
Фиг. 2.7. Зависимостта на електрон концентрация N 0 е позицията на понижено ниво на Ферми.
Фиг. 2.8. Диаграмата на лента, плътността на състоянията, Fermi-Дирак разпределение и концентрация на носители на заряд в имота (а), на донора (б) и акцептор (в) полупроводници в термодинамично равновесие.

Ако нивото на Ферми съвпада с долната част на лентата проводимост (т.е. Д Е = Е С), след това от формула 2.60, следва, че Н О N = С Т.е. от допинг полупроводникови донор примес на концентрация н о с ~ N C - ниво на Ферми се доближава до ръба на забранената зона (подобно - да дрога акцепторен примес). Полупроводникът е дегенерат, ако нивото на Ферми се намира в близост до границите на допустимия диапазон (от порядъка на ± няколко КТ по E C и E V).

СИ при T = 300 K: N с = 2.8 * 19 октомври см -3 N V = 19 октомври см -3

Вторият случай - силно изроден полупроводникови примес (фигура 2.7, областта на С, Фигура 2.9 ..



полупроводников донор се счита за високо дегенерира в:

(2.62)

т.е. когато нивото на Ферми е в групата на проводимост от най-малко 5 KT-горе E гр. Състояние (2.62) е валидно и при много ниски температури. Ако KT 0, η 0 à ∞ (тук η 0 - показан при нулева температура на нивото на Ферми). В този случай, изразът (2.52) знаменателя = 1, и един безкраен горна граница на интеграция може да бъде заменен от η 0. Тогава равновесната концентрация на електрони в силно изроден полупроводникови дарителя ще бъде равен на:

(2.63)

Концентрацията на отвори в силно изроден полупроводникови N-тип проводимост се дава от (2.61) !!!

Знаейки, че концентрацията на свободните носители на зареждане е възможно да се определи позицията на нивото на Ферми:

(2.63a)

равновесната концентрация на дупки в силно изроден полупроводникови акцептор може да се запише, както следва:

(2.64)

В този случай електронната плътност е съотношението на (2.60).

От (2.63) и (2.64), че концентрацията на свободните носители на зареждане в силно изроден полупроводника не зависи от температурата. Тя се определя от позицията на нивото на Ферми и стойността на ефективната маса. В същото време, по-малко ефективна маса на носители на заряд, съответно, и на по-ниска концентрация, при която се дегенерация.

E Д Е Е С Е Г Д ж Е V E N (E) N (Е) E Д Е Е С Е V F ( E) E Д Е Е C Е V п 0; р 0

Фиг. 2.9. Диаграмата на лента, плътността на състоянията, Fermi-Дирак разпределение и концентрация на носители на заряд в силно-изродени полупроводници n- тип проводимост при термодинамично равновесие.

Третият случай - изродени полупроводници (Фигура 2.7, в региона.).

Когато местоположението на нивото на Ферми в близост до границите на зоните (проводимост забранена зона / лента) -1 <η <5, точната (аналитични) интегрални изрази за Fermi-Дирак не съществуват. В този случай се използва или таблични (числено-изчислени) стойности на Fermi-Дирак неразделна или полу-емпирична формула се използват, например, под формата на , След това зависимостта на N 0 в проводимост от нивото на Ферми могат да бъдат представени като:

(2.65)

Въпреки това, за изчисляване на коефициента на превозвач по формулата (2.65) може да доведе до съществена грешка, така че, на практика, като правило, се използват специални маси Fermi-Дирак интеграли. Зависимостта на Ферми-Дирак неразделна F 1/2 от η на мястото на нивото на Ферми до групата проводимост в диапазона от 6 Е С ± KT е показано на фиг. 2.6.





; Дата: 01.07.2014; ; Прегледи: 765; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.047 сек.