Концентрация носителей в полупроводниках

Проводимость пропорциональна произведению подвижности на концентрацию. Концентрация носителей в полупроводнике растет с увеличением температуры и затем выходит на плато. [c.355]

Если концентрация носителей в полупроводнике одного типа суш ественно превышает их концентрацию в другом, то в основном образование контактной разности потенциалов будет происходить за счет движения носителей с высокой концентрацией, и поэтому сам р—ге-переход как бы смеш ается в область с малой концентрацией носителей. [c.61]

В качестве множителя Im Ф содержит выражение (1 — vj ) и, следовательно, при с поглощение должно смениться усилением рассматриваемая поверхностная волна Лява будет нарастать. Анализ показывает, что коэффициент усиления на заданной частоте существенно зависит от концентрации носителей в полупроводнике при малых До имеем 1ш/с Др- при больших будет Im к 1/Ло- Наоборот, при заданной концентрации носителей частотная характеристика усиления имеет максимум. [c.247]

Концентрация носителей в полупроводниках II 194—199, 203—209 в неравновесном р— п-переходе II 218, 227 в несобственном полупроводнике II 198, 199 [c.398]

В последние пять лет было установлено, что высокая концентрация носителей в полупроводниках не обязательно является помехой в эксперименте подчас она даже дает ценную информацию [c.333]

Электропроводность зависит как от концентрации, так и от подвижности носителей. Для металлов на основе простых представлений о валентности нетрудно определить концентрацию носителей, а следовательно, и определить их подвижность. Установить концентрацию носителей в полупроводниках несколько труднее. Можно провести полный химический анализ и определить концентрацию донорных и акцепторных примесей. Однако проще и удобнее ее находить из измерений эффекта Холла. Если приложить магнитное поле в направлении, перпендикулярном направлению тока в полупроводниках, то в третьем направлении, перпендикулярном двум первым, возникает электродвижущая сила, пропорциональная силе тока и напряженности магнитного поля. Константа пропорциональности, как нетрудно показать (см. задачу 4.3), прямо определяет концентрацию носителей и их знак. Зная величину удельной электропроводности, легко вычислить подвижность носителей. [c.75]

В ЭТОМ случае выражение для концентрации носителей в вырожденном собственном полупроводнике примет вид [c.248]

Учитывая (7.162) и (7.164), а также полученные выше выражения для концентрации носителей в невырожденных (7.157) и вырожденных (7.147) полупроводниках, можем сделать вывод о температурной зависимости электропроводности собственных полупроводников. Так, например, электропроводность невырожденных собственных полупроводников увеличивается с ростом температуры по экспоненциальному закону. [c.250]

Эффект Зинера. Его наблюдают в очень сильных полях (больше 10 В/м). Увеличение концентрации носителей в этом случае осуществляется за счет туннельного перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости. У полупроводника, помещенного в электрическом поле, наблюдается наклон энергетических зон, тем больший, чем выше 17 [c.259]

Воздействие света, электрического поля и других факторов может привести к появлению дополнительных, избыточных по отношению к равновесным, концентраций свободных носителей, их называют неравновесными носителями заряда. При неизменной интенсивности внешнего фактора в полупроводнике устанавливается стационарное состояние, при котором скорости генерации и рекомбинации носителей заряда равны. В этих условиях концентрации избыточных носителей заряда равны г п = п - пд к Ар — р - ро, где пир- постоянные концентрации электронов и дырок при наличии внешнего фактора пд а рд - то же, в отсутствие внешнего фактора, т. е. равновесные концентрации. Если в полупроводнике нет объемного заряда, то выполняется условие его электрической нейтральности [c.64]

Из рис. 8-4 видно, что с увеличением концентрации примесей в полупроводнике переход от участка а—б (или г—д), на котором концентрация носителей обусловлена примесями, к участку б—в (или д—е), соответствующему истощению примесей, смещается в сторону высоких температур (ср. точки б и д). При достаточно большой концентрации примесей Ш дз О кривая состоит из двух участков ж—з и 3—ы на первом участке концентрация носителей заряда постоянна до температуры, при которой носители начнут переходить через запрещенную зону, т. е. полупроводник является вырожденным. [c.240]

Сравнение результатов, полученных в этом параграфе, с результатами предыдущего параграфа показывает, что между металлами и полупроводниками существует принципиально важное отличие. В то время как у металлов концентрация носителей заряда практически не зависит от температуры и температурная зависимость их проводимости целиком определяется температурной зависимостью подвижности носителей, в полупроводниках, наоборот, концентра-19 ) [c.190]

А. д. имеет место также в жидкостях (электролитах), при наличии градиента концентрации электролита, в полупроводниках, обладающих свободными носителями зарядов. А. д. является одним из процессов, обусловливающих энергетич. потери в электрич, зарядах в газе, напр, в тлеющем разряде. [c.65]

Для работы МДП-транзистора принципиально важно, чтобы поверхность раздела диэлектрик — полупроводник под затвором имела низкую плотность электронных поверхностных состояний. В противном случае изменение напряжения на затворе может приводить не к изменению концентрации носителей в канале, а лишь к перезарядке поверхностных состояний. [c.8]

Ц. р.— важный метод исследования полупроводников. Он даёт возможность определить закон дисперсии (энергетич. спектр) носителей заряда (р—квазиимпульс носителей), знак заряда носителей, эфф. массу, концентрацию, времена жизни позволяет изучить механизм рассеяния носителей заряда, разогрев носителей переменным полем и др. (ем. ниже). Преимуществом Ц. р. по сравнению с др. методами является его избирательность — возможность подбором частоты выделить определ. группу носителей в полупроводнике. [c.430]

Вывести закон действующих масс для концентраций основных и неосновных носителей в полупроводнике, предполагая, что для носителей тока в зоне проводимости и в валентной зоне, так же как для классических свободных частиц, применима статистика Максвелла — Больцмана и что функция плотности состояний параболическая для обеих зон. Эффективные массы т% (для электронов) и т р (для дырок) считать известными и постоянными. [c.77]

Концентрацию неравновесных носителей заряда, как избыточную над равновесной, обычно обозначают через Ап и А/ (для электронов и дырок соответственно). Полные концентрации свободных носителей в полупроводнике равны [c.61]

Рис. 3.20. Зависимость концентрации носителей в собственном полупроводнике от температуры

Соотношения (28.24) и (28.23) дают возможность выразить концентрации носителей в несобственном полупроводнике через их значения для собственного [c.198]

Мы отмечали, что если ширина запреш енной зоны Eg велика по сравнению с то химический потенциал собственного полупроводника fx,- будет удовлетворять условию отсутствия вырождения (28.10). Но из соотношения (28.27) следует, что когда разность между и или велика по сравнению с к Т, то столь же велика и разность между этими величинами и если только Ап не превышает на много порядков концентрацию носителей собственного полупроводника ni- Таким образом, в области, где примеси не играют суш ественной роли, предположение о невырожденности, лежаш ее в основе вывода формулы [c.199]

Чтобы полностью описать концентрации носителей в несобственных полупроводниках, необходимо определить Ап или [х. Для этого нужно исследовать природу электронных уровней, обусловленных примесями, и статистическую механику заполнения этих уровней при термодинамическом равновесии. [c.199]

РАВНОВЕСНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ В ПРИМЕСНОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ [c.205]

ПОЛУКЛАССИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ НЕОДНОРОДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПОЛЯ и КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ в РАВНОВЕСНОМ р— П-ПЕРЕХОДЕ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ КАРТИНА ВЫПРЯМЛЯЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ р— п-ПЕРЕХОДА ДРЕЙФОВЫЕ И ДИФФУЗИОННЫЕ ТОКИ ВРЕМЕНА СТОЛКНОВЕНИЙ И РЕКОМБИНАЦИИ ПОЛЯ, КОНЦЕНТРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ И ТОКИ В НЕРАВНОВЕСНОМ р — п-ПЕРЕХОДЕ [c.210]

Ел— Ev и Ес — Ed. Другими словами, величины р, Na, — Nd F, и ft, Nd, — Na,, F2 должны быть связаны между собой самосогласованным образом. Часто информации бывает недостаточно, чтобы определить самосогласованные значения этих величин. Этой дилеммы можно избежать в том случае, когда имеется возможность приготовить экспериментальные образцы. Концентрация носителей в области нейтральных полупроводников и величины N2, — Nt, и No, — Na, для полностью ионизованных примесей, которые требуются для расчетов в области пространственного заряда, легко могут быть определены из электрических измерений. [c.253]

Донор — это структурный дефект в кристаллической решетке полупроводника, способный отдавать электроны в зону проводимости или другим примесным центрам. Доноры, отдавая электроны, не участвующие в образовании химической связи, в зону проводимости, увеличивают концентрацию свободных электронов и уменьшают концентрацию дырок.В полупроводнике, содержащем донорные примеси, электрический ток переносится преимущественно электронами (электроны являются основными носителями заряда, а дырки — неосновными), обусловливая примесную электронную проводимость. Такой полупроводник называется полупроводником я-типа. [c.117]

Концентрация носителей в полупроводнике, например л-типа зависит от температуры и концентрации примесей (рис. 8-4). В области f[H3KHX температур участок нижней ломаной между точками а и б > арактеризует только концентрацию носителей, обусловленную примесями. Наклон прямой на этом участке определяется энергией активации примесей С увеличением температуры число носителей, поставляемых примесями, возрастает до тех пор, пока не исто-цатся электронные ресурсы примесных атомов (точка б). На участке t—e примеси уже истощены, а электроны еще не переходят через запрещенную зону. Участок кривой с постоянной концентрацией носителей заряда называют областью истощения примесей. Дальнейший рост температуры приводит к быстрому росту концентрации носителей вследствие пере- ода электронов через запрещенную зону [c.239]

Рис. 7.17. Зависимость концентрации носителей в собственном полупроводнике от температуры, построенная в координатах 1пиь от l/T"

Удобно равновесные концентрации носителей обозначать так по. Рпо—концентрация электронов (основных носителей) и дырок (неосновных носителей) в полупроводнике п-типа Рр , ripQ — концентрация дырок (основных носителей) и электронов (неосновных носителей) в полупроводнике р-типа. В этих обозначениях соотношение (6.29) перепишется следующим образом [c.170]

Выделение энергии при межзонной рекомбинации может происходить или в форме кванта света hv, или в виде тепла (фононов). В первом случае рекомбинацию называют излунательной, во втором случае — безызлучательной. Как показывает расчет и эксперимент, межзонная излучательная рекомбинация может иметь существенное значение для полупроводников с узкой запрещенной зоной при относительно высоких температурах (комнатной и выше). Для полупроводников же с широкой запрещенной зоной основным механизмом, ответственным за рекомбинацию, является безызлуча-тельная рекомбинация через примесные уровни. Однако при некоторых условиях и в таких полупроводниках можно достичь относительно высокого уровня излучательной рекомбинации. Как видно из (6.47) и (6.50), этому способствует, в частности, повышение концентрации избыточных носителей в полупроводнике и увеличение степени его легирования. [c.175]

Проведем анализ этой формулы, считая для простоты, чтот о. того же порядка,, что и Тро. На рис. 6.10, б показана зависимость времени жизни неравновесных носителей от концентрации основных носителей. За начало отсчета принята концентрация носителей в собственном полупроводнике. Вправо от этой точки отложено отношение tijtii, влево pjtii. На рис. 6.10, а схематически показано [c.176]

Система свободных носителей в полупроводниках при высоких темп-рах представляет собой слабо неидеальную, полностью ионизованную плазму. При низких темп-рах и высоких концентрациях носителей я, когда (а,, 10 -н10 см—боровский радиус зкситона), она приобретает свойства вырожденного ферми-газа. Если же концентрации сравнительно невысоки и темп- [c.556]

Термоупругая генерация волн деформации происходит при пространственно-неоднородном нагреве и остывании кристаллической решетки, причем уменьшение температуры тела Т определяется исключительно теплопроводностью. Генерация волн деформации за счет электронного механизма, согласно (3), происходит как при увеличении концентрации неравновесных носителей (при межзонном поглощении света), так и при уменьшении п . Однако, в отличие от температуры кристалла Т, концентрация носителей в плазме в силу (4) падает не только за счет ее пространственной диффузии, но и за счет рекомбинации электронно-дырочных пар. Важно, что время рекомбинации неравновесных носителей Тр суш,ественно зависит от их концентрации при двухчастичной рекомбинации, Тр Пе при Оже-реком-бинации). Поэтому, изменяя плотность энергии оптического воздействия и, следовательно, характерную концентрацию фотовозбужденных носителей, можно эффективно влиять на эволюцию плазмы после окончания светового воздействия и, тем самым, на процесс генерации волн деформации. Уменьшая время рекомбинации Тр, можно добиться выключения деформационного источника акустических волн за времена, не превосходящие длительность оптического воздействия т (при Тр т,,), и существенного уменьшения длины диффузии неравновесных носителей /д==К1)дТр. Оба эти обстоятельства приводят к сокращению длительности оптически возбужденных в полупроводниках импульсов деформации вплоть до [95, 96]. [c.167]

И здесь эти состояния оказываются ионизованными при всех температурах, за исключением лишь самых низких, и наша исходная картина, в которой каждый атом мышьяка, внесенный в кристалл, поставляет в зону проводимости один электрон, очень близка к истине. По этой причине мышьяк или фактически атом любого элемента пятой группы периодической системы, замешаюший основной атом полупроводника из четвертой группы, называется доно-ром. Он дает электрон в зону проводимости. Ясно, что, легируя полупроводник донорами, мы добавляем к нему носители, что приводит к появлению электрической проводимости. Варьируя легирование, можно менять концентрацию носителей в зоне проводимости. Именно это обстоятельство и обеспечивает большую гибкость свойств полупроводников и возможность использования их для создания электронных приборов. [c.193]

При X = 0 = 0 и полный поток энергии на границе является электромагнитным, а при хО, <Стак что поток энергии в основном звуковой. Поскольку среднее за период изменение суммарной энергии W, + We равно нулю, суммарный поток Р Рх = onst = Psi )- Таким образом, в пригранияной области пьезоэлектрика происходит трансформация электромагнитной энергии в звуковую. Обмен энергией между носителями тока и волной электрического поля определяется стандартными условиями. При Al > О носители в среднем поглощают втекающую энергию и отраженный поток энергии меньше падающего, т. е. / < 1 при Ai<0 носители тормозятся волной и отдают энергию полю, так что Рн меняет знак, и Рхотр > пад, l-nl >1. Усиление акустоэлектрической волны будет тем значительнее, чем больше поток энергии, втекающей в пьезоэлектрик из полупроводника. Последний, в свою очередь, определяется значениями Ф и Z)x на границе. При малых индукция на границе существенно увеличивается из-за больших градиентов концентрации носителей в плазме полупроводника, что и приводит к заметному усилению (или ослаблению) отраженной акустоэлектрической волны. [c.78]

Бродский и Земел [76] изучали явления переноса на поверхности тонких эпитаксиальных пленок PbSe. Эти работы продемонстрировали целесообразность применения эпитаксиальных пленок в исследовании поверхности полупроводников с высокой концентрацией носителей. Была получена серия пленок различной толщины, обладающих разной концентрацией носителей. В работе была использована методика, описанная в [74]. Электрофизические измерения были выполнены при атмосферном давлении,, а также в процессе откачки. При вакуумировании происходят медленные изменения электрических свойств. Когда в систему включался ионизационный манометр, электрические свойства начинали меняться с гораздо большей скоростью. Конструкция системы исключала возможность диффузии ионов к образцу. Оставалось предположить, что в ионном источнике на раскаленной нити образовывались продукты распада молекул, которые не взаимодействовали со стенками камеры. Эти радикалы активно реагировали с кислородными комплексами на поверхности PbSe. Масс-спектрометрический анализ остаточных газов не проводился. После длительного выдерживания в вакууме 2-10 тор с работающим ионизационным манометром электрические свойства пленок стабилизировались, и удельное сопротивление и коэффициент Холла достигали максимального значения. При напуске гелия или аргона никаких изменений не было замечено. После пуска воздуха или кислорода коэффициент Холла и удельное сопротивление резко падали и через некоторое время достигали стационарного значения. [c.375]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...