Взаємна компенсація донорів та акцепторів

Взаємна компенсація донорів та акцепторів - розділ Енергетика, Напівпровідникові матеріали Розглянемо Випадок, коли У Напівпровіднику є два типи примі.

Розглянемо випадок, коли в напівпровіднику є два типи домішок:дрібні доноризенергією іонізації Еdі концентрацієюNdідрібні акцепториз енергією іонізаціїЕАі концентрацієюNA. До того жEd ¹ EА,аNd > NА(рис. 4.15).

У цьому випадку при досить низьких температурах всі донори можуть втратити свої електрони, а акцепторні рівні можуть виявитися повністю заповненими електронами. Тоді умова електронейтральності має вигляд:

n≈N d - NА(4.32)

Тобто такий напівпровідник матиме більше електронів, і його можна розглядати як донорний напівпровідник на ділянці виснаження домішки.

ЯкщоNd = NА, тоn = p, а це означає, що він поводиться як власний напівпровідник. Таке явище називається компенсацією донорів та акцепторів. Дійсно, за рахунок підвищення температури, зростаєгенераціядомішкових електронів та дірок, але також зростає їхрекомбінація.Це призводить до повної компенсації домішкових електронів та дірок.

У випадку концентрація вільних носіїв заряду в напівпровіднику з донорами і акцепторами за умовиNd > NАіEА¹Edі (Т>>0), дорівнює:

Тобто на ділянці 3 (рис. 4.16) є часткова компенсація донорів та акцепторів. ОскількиNd>NA, то напівпровідник має електронну домішкову провідність.

При нижчих температурах (ділянка 2) і невеликої компенсації, тобто якщоNd - NA 0, маємо:

(4.34)

Ця ділянка називається ділянкою “половинногонахилу”. У цьому випадку напівпровідник можна розглядати як домішковий з одним типом домішки.

. При подальшому зниженні температури (на ділянці 1) отримуємо:

(4.35)

Ця ділянка називається ділянкою "цілого нахилу".

Ділянка 4 відповідає власної провідності, що була розглянута раніше.

Ця тема належить розділу:

Напівпровідникові матеріали

S x times d.. де x ширина d товщина пластини.. знаючи що сила струму в провіднику з одним типом носіїв заряду.

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Всі теми цього розділу:

Фізичні процеси в напівпровідниках Класифікація напівпровідникових матеріалів Напівпровідник - це речовина, основною властивістю якої є сильна залежність його електропровідності від

Структура та зонні діаграми власного та домішкового напівпровідників Розглянемо структуру власних напівпровідників на прикладі елементарного напівпровідника кремнію.

Визначення типу електропровідності Для визначення типу електропровідності напівпровідника можна використовувати ефект Холла.

Оптичні властивості напівпровідників Поглинання світла та фотопровідність. При проходженні через напівпровідник частинки світлової енергії фотони поглинаються електронами і атомами кристалічної решітки.

Напівпровідники у сильних електричних полях Вплив електричного поля. За відсутності зовнішнього електричного поля, рівноважні носії заряду, що є в напівпровіднику при даній температурі, рухаються хаотично в

Ширина забороненої зони Шириною забороненої зони називається енергетична щілина, яка поділяє зону провідності та валентну зону. Тобто це енергія, яку має придбати власнийелектрон, щоб перейти

Ефективна маса носіїв заряду Нею вимірюється ступінь взаємодії носіїв заряду з позитивно зарядженими вузлами кристалічних ґрат. Іншими словами, ефективна маса може бути визначена як коефіцієнт пропорційності

Рухливість носіїв заряду Рухливістю носіїв заряду називається їх дрейфова швидкість у полі з одиничною напруженістю:

Концентрація власних носіїв заряду Концентрацією власних носіїв заряду називають кількість носіїв заряду (електронів та дір

Питома електропровідність У загальному випадку питома електропровідність власного напівпровідника визначається двох типів носіїв заряду: електронів і дірок: σi = σn+σ

Параметри домішкових напівпровідників Крім параметрів, що характеризують власні напівпровідники, домішкові напівпровідники мають такі параметри: Тип провідності; Концентрація донорів чи акцепторів;

Енергія іонізації домішки Це енергія, яка необхідна для вивільнення домішкових електрона або дірки з домішкового рівня. Для напівпровідника донорного вона відраховується від дна зони провідності до домішкового рівня, а

Рухливість носіїв заряду На відміну від власних напівпровідників у домішкових напівпровідниках має місце ще один механізм розсіювання електронів - на іонізованих атомах домішки. Цей механізм домінує

Температурна залежність електропровідності домішкових напівпровідників Температурна залежність електропровідності домішкових напівпровідників більш складна, ніж власне

Напівізолюючий напівпровідник До цього часу ми говорили про дрібних донорів і акцепторів. У цьому випадку для повної компенсації домішкових носіїв заряду необхідно виконувати відповідно

Кремній Кремній дуже поширений у земної корі (до 29,5%). Як матеріал електроніки кремній знайшов широке застосування тільки в другій половині двадцятого століття

Складні напівпровідники Властивості простих напівпровідників далеко не завжди відповідають вимогам сучасної напівпровідникової техніки. Складні напівпровідники надають широкі можливості для створення матеріалів.

---