Электронные полупроводники

Ясно, что увеличение температуры приводит в конце концов к тому, что все электроны с донорных уровней, переходят в зону проводимости, а дальнейший рост Т вызывает соответствующее увеличение концентрации собственных носителей. До тех пор, пока собственной проводимостью можно пренебречь, для электропроводности электронного полупроводника можно написать [c.251]

Легирование электронного полупроводника акцепторной примесью или полупроводника р-типа донорной примесью приводит к перераспределению носителей заряда между донорным и акцепторным уровнями (компенсация примесей). Введением компенсирующих примесей можно уменьшить число свободных носителей заряда и приблизить сопротивление примесного полупроводника к его собственному сопротивлению. При компенсации примесей осуществляется переход электронов с донорных уровней на акцепторные, что при достаточно низких температурах приводит к некоторому уменьшению числа свободных носителей заряда. [c.94]

Модели полупроводников с электронной и дырочной электропроводностью представлены на рис. 3.17, а. Основные носители заряда в полупроводнике п-типа - электроны - на рисунке обозначены знаком минус. Ионизированные атомы донорной примеси, будучи структурными элементами, не принимают участия в электропроводности. На рисунке они обозначены знаком плюс в кружке. Дырки, которые в электронном полупроводнике также имеют место,на рисунке не изображены, потому что они являются неосновными носителями заряда и концентрация их по сравнению с концентрацией электронов невелика. Аналогичные обозначения сделаны и для дырочного полупроводника. [c.67]

В электронном полупроводнике основными носителями заряда являются электроны, поток их от горячего конца к холодному будет больше, че.м от холодного к горячему. В результате этого на холодном конце будет накапливаться [c.73]

Полупроводник Металл Рис. 3.21. Схема контакта электронного полупроводника с металлом, поясняющая эффект Пельтье [c.74]

Рассмотрим контакт металл - электронный полупроводник (рис. 3.21). Если напряженность внешнего электрического поля направлена так, как изображено на рис. 3.21, то прохождение электрического тока через контакт будет связано с переходом электронов из полупроводника в металл. Однако энергия электронов в зоне проводимости полупроводника больше, чем у электронов проводимости в металле. Поэтому электроны, переходя из полупроводника в металл, избыток энергии передадут кристаллической решетке в области контакта. В результате этого переход электронов из полупроводника в металл будет сопровождаться выделением тепла на контакте и его нагревом. [c.74]

Формулы (3.69) и (3.70) получены без учета рассеяния свободных носителей заряда. Расчет показывает, что при наличии рассеяния свободных носителей заряда на тепловых колебаниях решетки для электронного полупроводника [c.76]

В электронном полупроводнике основными носителями заряда, как известно, являются электроны, поток их от горячего конца к холодному будет больше, чем от холодного к горячему. В результате этого на холодном конце будет накапливаться отрицательный заряд, на горячем оставаться нескомпенсированный положительный. Возникшее электрическое поле будет вызывать поток электронов от холодного конца к горячему. Стационарное состояние установится при равенстве этих электронов. У дырочного полупроводника на холодном конце возникнет положительный заряд. Таким образом, по знаку термоЭДС можно судить о типе электропроводности полупроводника. [c.277]

Полупроводники G ионными решетками ( dS, PbS, оксиды). Экспериментальные данные о ионных полупроводниках показывают, что в оксидах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. Если полупроводник может обладать электропроводностью п- и >-типов, как, например, PbS, то избыток серы по отношению к его стехиометрическому составу или примесь кислорода вызывает у него дырочную электропроводность, и избыток металла — электронную. В полупроводниках с одним типом примесной электропроводности увеличение числа дырок в полупроводнике р-типа получается за счет избытка кислорода или серы, а увеличение числа электронов в полупроводнике и-типа — за счет уменьшения числа этих элементов. Из опыта известно, что выдержка Си О (дырочный полупроводник) в печи с кислородной средой ведет к увеличению проводимости, а ZnO (электронный полупроводник) — к уменьшению ее. [c.236]

В легированных полупроводниках количество электронов для электронных полупроводников и дырок для дырочных полупроводников может быть намного больше, чем в собственных полупроводниках. В соответствии с этим уровень Ферми в полупроводниках п-типа располагается выше, а в полупроводниках /3-типа ниже середины запрещенной зоны. Если, однако, степень [c.160]

Нагреем теперь контакт А до температуры Гр > Гх, оставляя контакт В при температуре Т . В нормальных металлах и электронных полупроводниках повышение температуры вызывает понижение уровня Ферми (см. формулу (3.100) и рис. 6.4). Обозначим это понижение у проводника / через — Ац , у проводника 2 через [c.257]

Если экстракция неосновных носителей осуществляется любым обратно смещённым контактом с обеднённым ими слоем, то аффективная их инжекция возможна лишь при высокой эмиссионной способности контакта. В случае контакта металл — электронный полупроводник инжекция дырок достигается при столь большом изгибе зон вверх, что у металла валентная зона становится ближе к уровню Ферми f f, чем зона проводимости (рис. 5), т. е. там образуется инверсионный [c.447]

Дырочные полупроводники имеют более высокий квантовый выход Ф. э., чем электронные, что объясняется существованием приповерхностного пространственного заряда и связанного с ним электрич. поля. В электронных полупроводниках приповерхностное электрич. поле тормозит фотоэлектроны и препятствует их выходу в вакуум. Напротив, в дырочных полупроводниках электрич. поле ускоряет фотоэлектроны к поверхности и способствует их выходу в вакуум. Все эфф. фотокатоды являются полупроводниками р-типа. [c.366]

В объеме полупроводника возникают пары элементарных подвижных носителей электрических зарядов отрицательных — свободные электроны и положительных — дырки. Электронным полупроводником (полупроводником типа п) называется такой полупроводник, в котором концентрация свободных электронов преобладает над концентрацией дырок. Электроны в этом случае являются основными носителями зарядов, а дырки — неосновными. Донорами называются примесные атомы, которые вводятся в чистый полупроводник (пятивалентные атомы мышьяка, сурьмы, фосфора и др.) для получения избытка электронов. Дырочным полупроводником (полупроводником типа р) называется полупроводник, в котором концентрация дырок преобладает над концентрацией электронов. Акцепторами называются примесные атомы, которые вводятся в чистый полупроводник (трехвалентные атомы индия, алюминия, галлия и др.) для создания избытка дырок. Дырки в этом случае являются основными носителями зарядов. [c.348]

Электропроводимость германия и кремния резко возрастает, когда к ним прибавляют ничтожно малые примеси электронов пятой группы таблицы Менделеева, например сурьмы, мышьяка, фосфора, элементы имеют на внешней оболочке пять электронов. Четыре электрона входят в связь с четырьмя электронами полупроводника, а пятый остается свободным. Пятивалентная примесь называется донорной, а полупроводник, обогащенный донорной примесью, приобретает электронную проводимость типа п. На рис. 32 изображена схема образования свободного электрона при введении в кристалл германия ничтожной по количеству примеси фосфора. [c.45]

Это свойство запирающего слоя объясняется тем, что на границе между дырочным и электронным полупроводниками вследствие взаимной диффузии дырок и электронов образуется переходный слой, не имеющий ни дырок, ни электронов (свободных). В переходном слое возникает электрическое поле, имеющее направление от электронного полупроводника к дырочному. Это поле препятствует движению через переходный слой электронов и дырок. Если приложить напряжение такого знака, чтобы задерживающее поле в переходном слое уменьшилось или совсем уничтожилось, то дырки и электроны смогут проходить через слой и, следовательно, может проходить ток. Если же приложенное напряжение будет совпадать с направлением электрического поля, т. е. усиливать его, то ток проходить не сможет. Это свойство переходного слоя на границе полупроводников использовано для устройства выпрямителей. [c.44]

Возвращаясь к выражению (8.2), можно сделать заключение, что положение уровня Ферми в собственном полупроводнике приходится примерно на середину запрещенной зоны и зависит от соотношения эффективных масс электрона и дырки (рис. 8.1, а). У электронных полупроводников уровень Ферми расположен вблизи дна зоны проводимости, у дырочных — вблизи потолка валентной зоны (рис. 8.1, бив). Для электронного полупроводника в области сильной ионизации, когда количество электронов в зоне проводимости становится сравнимым с концентрацией примеси, энергия уровня Ферми определяется из соотношения [c.57]

Если работа выхода электрона из металла меньше работы выхода из электронного полупроводника (Ф < Ф ), то после соприкосновения электроны из металла устремятся в полупроводник, обогащая приконтактный слой полупроводника основными носителями заряда и тем самым создавая слой в полупроводнике с повышенной проводимостью, который называют обогащенным слоем. Энергетическая схема контакта металл — полупроводник для этого случая представлена на рис. 10.2, б. [c.73]

Энергетические диаграммы контакта металл — полупроводник при большой контактной разности потенциалов приведены на рис. 10.3. Если работа выхода из металла существенно больше, чем из электронного полупроводника (Ф > Ф ), то искривление энергетических зон приконтактного слоя может быть таким, как показано на рис. 10.3, а, потолок валентной зоны может приблизиться к уровню Ферми Шр настолько, что расстояние от потолка валентной зоны до уровня Ферми будет меньше, чем расстояние от уровня Ферми до дна зоны проводи- [c.73]

Рис. 10.4. Энергетическая диаграмма контакта металл — электронный полупроводник при приложении внешнего напряжения

Рассмотрим контакт металл — электронный полупроводник (рис. 13.1). Если напряженность внешнего электрического поля направлена так, как изображено на рис. 13.1, то прохождение электрического тока через контакт будет [c.91]

Ферриты представляют собой керамические ферромагнитные материалы с малой электропроводностью, вследствие чего они могут быть отнесены к электронным полупроводникам с высокой магнитной ( а 10 ) и диэлектрической (ел до 10 ) проницаемостями. Они имеют прямоугольную [c.302]

Электронные полупроводники, в которых ток осуществляется преимущественно электронами зоны проводимости, называются -полупроводниками (и-первая буква слова педа-/гЪ-отрицательный). Электронные полупроводники, в которых ток осуществляется преимущественно как бы движением дырок в валентной зоне, ведущих себя как положительно заряженные частицы, называются р-по-лупроводниками (р-первая буква слова положительный). Слово [c.344]

Неэквивалентные долины. Термин М. п. применяют также к электронным полупроводникам с дном аоны проводимости при /г = 0 (в центре зовы Бриллюэна Г) в случае, когда в сравнительно малом энергетич. удалении от есть более высокие минимумы /(р) (М. п. с неэквивалентны1ш долинами). К таким полупро- [c.159]

На рис. 3.4 показаны схемы разных нанокомпозитов, состоящих из различно заряженных кристаллитов. В случае схемы а в структуре представлены р- и -кристаллиты (соответственно дырочные и электронные полупроводники). Для схемы Ь характерно наличие фаз с различной [c.49]

В полупроводниках носителями заряда, обусловливающими электрическую проводимость, являются дырки-проводимости и электроны. Полу проводник, не содержащий примесей влияющих на его электропровод1 ость называется собсгвенным полупроводии ком. Электропроводимость собствен-ио полупроводника в равновесном состоянии обусловлена как дырками проводимости, так и электронами проводимости, причем их концентрации равны. Полупроводник, электропроводность которого определяется примесями, называется примесным полупроводником. Полупроводник, электрическая проводимость которого обусловлена в основном перемещением дырок проводимости, будет дырочным нолу проводником. У электронного полупроводника проводимость обусловлена в основном электронами прО водимостн. [c.568]

При энергетическом воздействии электроны полупроводников уходят со своего места, оставляя дырки. Проводимость, связанная с движением электронов, называется электронной проводимостью или проводимостью п (negative)-типа. Проводимость, связанная с кажущимся перемещением положительно [c.463]

Способность кристаллизоваться у ХС значительно выше, чем у оксидных. Наименее склонны к кристаллизации AsjS, и ASs Sej. По своим электрич. св-вам ХС относятся к типичным электронным полупроводникам с дырочным механизмом проводимости. Электропроводность этих стекол (в зависимости от состава) меняется от 10 до 10 ож- -сж и превышает электропроводность многих известных кристал-лич. полупроводников (электропроводность кристаллич. селена 10 ом -см ). При переходе из стеклообразного состояния в кристаллическое электропроводность халькогенидов может увеличиваться в 10 раз. В табл. 2 приведены данные об электропроводности и спектральном распределении внутр. фотоэффекта для некоторых стеклообразных систем халькогенидов. [c.257]

Для электрона в периодическом поле кривая E k) изображается участками разорванной параболы с искривленными концами (рис. 2.1). Эффективная масса электрона определяется отклонением кривизны этой кривой р= 72уз7ТО кривизны параболы. В середине разрешенных зон кривизны обеих кривых совпадают. Наибольшие различия радиусов кривизны наблюдаются вблизи дна и потолка каждой зоны, т. е. вблизи областей возникновения энергетических разрывов, вследствие брэгговских отражений электронных волн. Знак кривизны для состояний вблизи дна зоны такой же, как и для свободного электрона (положительный), тогда как для потолка зоны знак кривизны меняется и она становится отрицательной. Это значит, что эффективная масса становится отрицательной. Заряженные частицы с отрицательной эффективной массой в электромагнитных полях двигаются, как частицы с зарядами противоположного знака. Электроны в кристаллах, занимающие верхние энергетические уровни в не полностью заполненных зонах, двигаются, как положительно заряженные частицы. Этот квантовомеханический вывод объясняет положительное значение постоянной Холла в некоторых металлах и электронных полупроводниках. По абсолютной величине отношение т /т для электронов может быть больше и меньше единицы. В палладии, например, т 1т = 43. В висмуте имеются группы элек- [c.53]

Способность кристаллизоваться у халькогенидных стекол значительно выше, чем у оксидных, однако она меняется в зависимости от их состава. Наименее склонны к кристаллизации АззЗз и АэзЗвз- По своим электрическим свойствам халькогенидные стекла относятся к типичным электронным полупроводникам с дырочным механизмом проводимости. Их электропроводность в зависимости от состава может меняться в широких пределах — от 10 до 10 ом слГ . [c.207]

Примесными полупроводникшми называются такие, которые превращаются в полупро,водники при наличии в них определенных примесей. Примеси бывают двух родов одни из них отнимают от атомов кристалла электроны и прочно их удерживают (в этом случае кристалл приобретает дырочную проводимость, а электронная проводимость отсутствует), другие примеси, наоборот, легко отдают электроны (тогда кристалл приобретает электронную проводимость, но не имеет дырочной проводимости). Одно и то же вещество можно сделать и дырочным и электронным полупроводником в зависимости от рода примеси. Если в кристаллическую решетку полупроводника добавить примеси, имеющие большую валентность , чем валентность основного полупроводника, то полупроводник получает электронную проводимость или типа п (negative — отрицательный). [c.44]

Удельная проводимость электронного полупроводника равняется сумме примесной 7 р и собственной Усоб удельной электрической проводимости [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...