Подвижность носителей заряда

Рис. 7.22. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры в примесном полупроводнике

Разогрев электронного газа. Подвижность носителей заряда определяется временем релаксации x= klv, которое связано с длиной свободного пробега X и скоростью частицы о. В случае невырожденного электронного газа результирующая скорость движения электрона складывается из скорости дрейфа и скорости теплового движения [c.256]

Гц при приложении к кристаллу постоянного электрического поля. Этот эффект Ганна наблюдали позднее в фосфиде галлия, фосфиде индия и ряде других полупроводников. Он тоже связан с изменением подвижности носителей заряда в сильных полях. Однако механизм изменения ц отличен от рассмотренного выше. [c.257]

Произведение постоянной Холла на проводимость определяет подвижность носителей заряда (называемую холловской подвижностью)-. [c.261]

Если к диэлектрику приложены слабые электрические поля (в области выполнения закона Ома), то они не могут изменить ни концентрации, ни подвижности носителей заряда. Значения величин п и 1, таким образом, остаются весьма низкими, и вклад электронной проводимости незначителен. В сильных электрических полях ситуация резко меняется. Энергии электрического поля. может быть достаточно для освобождения полем электронов (или дырок) из связанного состояния. Вследствие этого возрастает подвижность носителей заряда. Кроме того, из-за ударной ионизации резко увеличивается и концентрация освобожденных электронов в зоне проводимости (или дырок в валентной зоне). Все это приводит к росту электронной проводимости. [c.274]

Изменение р при упругих деформациях объясняется изменением амплитуды колебаний узлов кристаллической решетки металла. При растяжении эти амплитуды увеличиваются, при сжатии — уменьшаются. Увеличение амплитуды колебаний узлов обусловливает уменьшение подвижности носителей зарядов и, как следствие, возрастание р, Уменьшение [c.13]

Подвижность электрона Т . Следовательно, при низких температурах, когда основным механизмом является рассеяние на ионах примесей, подвижность носителей заряда пропорциональна Т в невырожденных полупроводниках. Качественно этот результат иллюстрируется рис. 3.12, б. Чем выше температура, тем быстрее движутся носители заряда и тем меньше они изменяют траекторию своего движения при взаимодействии с ионами примеси. [c.61]

Рис. 3.13. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры в невырожденном полупроводнике при различных концентрациях примеси

Селен в отличие от других полупроводников обладает аномальной температурной зависимостью концентрации свободных носителей заряда она уменьшается с ростом температуры, подвижность носителей заряда при этом возрастает. Электрические свойства, селена измерялись многими исследователями, однако данные весьма противоречивы. [c.289]

Для дырочных полупроводников легко получить аналогичное выражение, отличающееся знаком и включающее в себя концентрацию носителей р. Используя уравнения (8-8) и (8-5), можно находить численные значения концентрации и подвижности носителей зарядов Б полупроводниках. [c.238]

Температурная зависимость подвижности носителей. Согласно экспериментальным данным у некоторых полупроводников и даже диэлектриков — веществ со значительно меньшей удельной проводимостью, чем металлы, подвижность носителей может быть на несколько порядков больше, т. е. электроны в плохо проводящих кристаллах могут двигаться более свободно, чем в металлах. Подвижность носителей заряда [c.240]

Рис. 8-5. Зависимость подвижности носителей заряда (а) и средней длины свободного пробега их (б) в полупроводнике от температуры при различных концентрациях примеси

Температурная зависимость удельной проводимости полупроводников. Рассмотрев влияние температуры на концентрацию и подвижность носителей заряда, можно представить и характер изменения удельной проводимости при изменении температуры. В полупроводниках С атомной решеткой (а также в ионных кристаллах при повышенных температурах) подвижность меняется при изменении температуры сравнительно слабо (по степенному закону), а концентрация — очень сильно (по экспоненциальному закону). Поэтому температурная зависимость удельной проводимости подобна [c.242]

Рассмотрим теперь один из основных вопросов теории электропроводности твердых тел — зависимость подвижности носителей заряда от температуры. Рассмотрение проведем отдельно для области высоких и низких температур. [c.184]

Как видим, подвижность носителей заряда в области низких температур, обусловленная рассеянием на ионизированных приме- [c.185]

Гальваномагнитные эффекты при изучении радиационных повреждений в графитах позволяют следить за изменением слоевых дефектов [64], так как последние обусловливают основные изменения и концентрации, и подвижности носителей заряда. В работе [25] исследовано влияние степени графитации на изменение гальваномагнитных эффектов конструкционного материала марки ГМЗ до и после облучения флюенсом 2,4 X Х10 ° нейтр./см2 ( >0,18 МэВ) при температуре 150°С. [c.120]

Основными полупроводниковыми материалами, используемыми для изготовления активных и пассивных элементов изделий электронной техники, являются германий н кремний (табл. 1). Ограниченный подвижностью носителей заряда частотный предел работы активных элементов, изготовленных из германия, выше частотного предела работы активных элементов, изготовленных из кремния. Однако последние могут эффективно работать при более высоких температурах (вплоть до 250 °С), чем германиевые элементы. Пластичность германия становится значительной только при 600—700 °С и при 800 °С он легко скручивается, изгибается, протягивается и прокатывается. [c.401]

Техническая реализация идеи нахождения концентрации и подвижности носителей заряда по измеренным величинам Т и R может быть осуществлена на двухканальном ИК интроскопе (рис. 116). Интроскоп работает либо с СО -, либо с Не—Ые-лазе-ром. Значения концентрации и подвижности свободных носителей заряда определяются на основании уравнений (144) и (145). [c.190]

Поскольку удельная электронная электропроводность у полупроводниковых материалов значительно меньше, чем у металлов, подвижность носителей заряда их больше (т. е. электроны в плохопроводящих материалах могут двигаться более свободно, чем в металлах). Поэтому тепловыми, световыми, электрическими и механическими воздействиями можно управлять электропроводностью полупроводниковых структур. [c.387]

А1А , А18Ь, ОаР, ОаАз, ОаЗЬ, 1пР, 1пА5, 1п5Ь. По ряду свойств эти химические соединения близки к полупроводниковым материалам — Ое и 51. Так, подвижность носителей заряда в них достигает больших значений ширина запрещенной зоны также велика, а вводимые примеси изменяют механизм электропроводности, поскольку некоторые атомы II группы (2п, Сс1) являются акцепторными, а VI группы (5е, Те) — донорными примесями. [c.390]

Деление описаний объектов иа аспекты и иерархические уровни иепосредствеиио касается математических моделей. Выделение аспектов описания приводит к выделению моделей электрических, механических, гидравлических, оптических, химических н т. и., причем модели процессов функционирования изделии и модели процессов их изготовления различные, например модели полупроводниковых элементов интегральных схем, описывающих процессы диффузии и дрейфа подвижных носителей заряда в полупроводниковых областях при функционировании прибора и процеееы диффузии примесей в полупроводник при изготовлении прибора. [c.37]

Подвижность носителей. Подвижность носителей заряда определяется согласно (7.124) временем релаксации т. Время релаксации было введено в модели свободных электронов Друде для объяснения теплопроводности и электропроводности металлов. Предполагалось, что за единичнре время любой электрон испытывает столкновение с вероятностью, равной 1/т, т. е. считалось, что результат столкновения не зависит от состояния электронов в момент рассеяния. Такое упрощение является чрезмерным. Частота столкновений электрона сильно зависит, например, от распределения других электронов, так как в силу принципа Паули электроны после столкновений могут переходить только на свободные уровни. Кроме того, в твердом теле существуют различные механизмы рассеяния. Поэтому при таком описании столкновений от приближения времени релаксации отказываются. Вместо введения времени релаксации предполагают существование некоторой вероятности того, что за единичное время электрон из зоны п с волновым вектором к в результате столкновения перейдет в зону с волновым вектором ki. Эту вероятность находят с помощью соответствующих микроскопических расчетов. Такой подход, однако, очень сильно осложняет рассмотрение. [c.249]

При сравнительно высоких температурах (смешанная и собственная области проводимости) подвижность носителей заряда меняется по закону причем в полупроводни- [c.132]

Выражение (3.31) справедливо при значениях напряженности поля Е, не превышающих некоторое критическое значение Е р, т. е. при Е<Екр, при которых подвижности носителей заряда не зависят от напряженности электрического поля и остаются постоянньпии. При Е>Е р носители заряда приобретают за время свободного пробега между столкновениями дрейфовую составляющую скорости, сравнимую со скоростью теплового движения и. При этом происходит насыщение скорости дрейфа, она перестает возрастать вследствие увеличения числа столкновений в единицу времени. Поэтому при Е>Е с ростом напряженности подвижность уменьшается, эта зависимость выражается эмпирической формулой [c.60]

Подвижность носителей заряда зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются температура Г, концентрация примесных атомов N и напряженность электрического поля при Е>Е . Зависимость подвижности от температуры опреде.чяется механизмом рассеяния носителей заряда. Рассмотрим основные из механизмов рассеяния - на тепловых колебаниях решетки и ионизированных примесях, учитывая, что первый из них является определяющим при высоких, а второй - при низких температурах. [c.60]

Если изменение абсолютного значения скорости свободного носителя заряда за счет внешнего поля на среднем пути между соударениями сравнимо с тепловой скоростью, то подвижность носителей заряда будет зависеть от электрического поля, причем она может как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от температу-окружаю1цей среды. [c.274]

Температурная аасисимость удельной проводимости полупроводника есть результат изменения концентрации и подвижности носителей заряда (рис. 8-6). В области низких температур полупроводник характеризуется примесной электропроводностью, а в области высоких температур — собственной электропроводностью. В области примесной электропроводности приведены три кривые для различных значений концентрации примесей, вплоть до вырождения полупроводника, когда зависимость его удельной проводимости в некотором интервале температур стано-аится подобной зависимости удельной проводимости металлов. [c.243]

Электропроводность твердых кристаллических тел изменяется при деформации вследствие увеличения или уменьшения (растяжение, сжатие) межатомных расстояний, приводящих к изменению концентрации и подвижности носителей. Концентрация носителей заряда может стать меньше или больше вследствие изменения ширины зиергетических зон кристалла и смещения примесных уровней, что в свою очередь изменяет энергию активации носителей и изменяет их эффективные массы, входящие в выражения концентрации Г10сителеи заряда. Подвижность носителей заряда меняется из-за уменьшения (увеличения) амплитуды колебания атомов при их сближении (удалении). Для металлов основным является изменение подвижности, а для полупроводников изменение концентрации носителей заряда, определяемое энергией активации. Ширина запрещенной зоны может как увеличиваться, так и уменьшаться при сближении атомов, и у разных полупроводников одна и та же деформация может вызывать как увеличение, так и уменьшение удельной проводимости. [c.244]

Из табл. 8-4 видно, что с увеличением суммарного атомного номера компонентов в пределах каждой из групп соединений происходит уменьшение твердости вещества. С уменьшением ширины запрещенной зоны в пределах каждой группы соединений наблюдается закономерный рост подвижности носителей зарядов, более ярко выраженный для электронов, чем для дырок. Абсолютное значение подвижности электронов для большинства соединений существенно превышает подвижность дырок. Исключение представляет только антимонид алюминия, у которого подвижность дырок почти в три раза превышает подвижность электронов. Плотность веществ по мере увеличения мета,яличности соединений возрастает. [c.262]

Облучение большинства неорганических керамических материалов сопровождается сильным эффектом фотопроводимости. Большая часть энергии излучения затрачивается на возбуждение электронов и ионизацию. Хотя это возбуждение и не приводит к разрыву старых и образованию новых связей, оно образует квазисвободные электроны, которые могут свободно перемещаться под влиянием электрического поля. Так как подвижность носителей заряда в неорганических соединениях выше, чем в органических полимерах, то и величина фототока, возникшего под действием облучения, соответственно иная. [c.397]

Если толщина пленки d порядка длины свободного пробега электрона в диэлектрике или меньше ее (d < X), то использовать понятие подвижности носителей заряда для расчета сопротивления такой пленки нельзя. В этом случае электроны металла, преодолевшие потенциальный барьер Фо и влетевшие в диэлектрическую пленку, будут попадать на второй контакт практически без столкновений (рис. 10.3, б). Такой механизм прохождения свободных зарядов через тонкую диэлектрическую пленку называют надбарьерной инжещией, или надбарьерной эмиссией. Воспользовавшись аналогией с термоэлектронной эмиссией в вакуум, можно определить плотности встречных электронных токов с металлических контактов по формуле Ричардсона — Дешмена [c.274]

Подвижность носителей заряда мала (10 —10" см В-1с М п зависит от напряжённости элсктрич. поля и толщины образца, ito связывают либо с многократным захватом носителей на локализов. состояния, распределёпн].1е по on редел, закону, либо с прыжковым переносом. [c.66]

В однородных иолуцроводниках В.-а. х. отклоняется от линейной из-за зависимости подвижности носителей заряда и их концентрации от электрич. поля. На Б.-а. X. может возникнуть падающий участок с отрицательным дифференциальным сопротивление.ч (В.-а. X. jV-образного и 5-образного типов, с.м. Ганна диод. Шнурование тока). В неоднородных полупроводниках, налр. р— -переходах, В,-а, X.несимметрична, что используется для выпрямления перемен, тока. [c.336]

Г. э. наблюдается гл. обр. в т. н. многодолинкых полупроводниках, зона проводимости к-рых состоит из одной пиж. долины и одной или неск. верх, долин. Подвижность электронов в верх, долинах значительно меиыие, чем в шпк. долине. В сильных электрич. полях происходит ра.зогрев электронов (см. Горячие электроны) и часть электронов переходит из ниж. / долины в верхние, вследствие чего ср. подвижность носителей заряда и электропроводность падают. Это приводит к падению плотности тока с ростом Е в полях, превышающих нек-ров критич. поле itp. [c.415]

ГОРЯЧИЕ ЭЛЕКТРОНЫ (горячие дырки) — подвижные носители заряда в полупроводнике или металле, энергетич. распределение к.рых смещено относительно равновесного при данной темп-ре Т в сторону больших энергий (рис. 1). Носители заряда становятся горячими , напр.. При протекании электрич. тока под действием достаточно сильного пост, или перем. электрич. поля при этом поле ускоряет большее число носителей, чем тормозит, в результате чего всей электронной системе в целом сообщается дополнит, энергия. Рост энергии электронов ограничен передачей энергии Г. э. фа нонам при рассеянии электронов па них (см. Рассеяние носителей заряда). При каждом значении анергии ё уменьшение в единицу времени числа п (6") электронов с энергиями, меньшими S, под действием ускоряющего электрич. поля компенсируется (в стационарных условиях) таким же увеличепием п ё) под [c.519]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...