Основные и неосновные носители заряда в полупроводнике

ОСНОВНЫЕ И НЕОСНОВНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ [c.33]

Таким образом, произведение равновесных концентраций основных и неосновных носителей заряда в данном полупроводнике равно квадрату концентрации собственных носителей в этом полупроводнике. Это важное соотношение, широко используемое в теории полупроводников, называют законом действующих масс, [c.171]

При комнатной температуре /г, для германия порядка 10 м" , для кремния — 10 м" . Из (8.14) и (8.15) следует, что произведение равновесных концентраций основных и неосновных носителей заряда в выбранном полупроводнике при заданной температуре является величиной постоянной, равной квадрату концентрации электронов (или дырок) в собственном полупроводнике при этой же температуре. Это произведение не зависит от степени легирования полупроводника при отсутствии вырождения. [c.59]

Основные и неосновные носители заряда. Те носители, концентрация которых в данном полупроводнике больше, носят название основных, а те, концентрация которых меньше, — неосновных. Так, в полупроводнике /г-типа электроны являются основными носителями, а дырки — неосновными. В полупроводнике /7-типа основные носители — дырки, а неосновные — электроны. [c.326]

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]

Рассмотрим две отдельно взятые области электронного и дырочного полупроводников, показанные на рис. 8.9, а. Основные носители заряда в полупроводнике /г-типа — электроны (на рис. 8.9,а обозначены знаком минус), а в полупроводнике р-типа—дырки (на рис. 8.9, а обозначены знаком плюс). Ионизированные атомы донорной и акцепторной примеси обозначены соответственно знаками плюс и минус в кружочках. Неосновные носители в электронном и дырочном полупроводниках не обозначены, так как их концентрация очень мала в сравнении с концентрацией основных носителей. [c.280]

ЭТОМ основные носители заряда в р- и п-полупроводниках, имеющие наибольшую энергию, получают возможность проникать через обедненный слой в области, где они оказываются неосновными носителями заряда и рекомбинируют. Такое направленное движение носителей заряда является электрическим током, и можно сказать, что электронно-дырочный переход при такой полярности внешнего напряжения будет открыт и через него потечет прямой ток. [c.282]

При высокой плотности поверхностного заряда, по знаку совпадающего со знаком основных носителей, расстояние от уровня Ферми до потолка валентной зоны в полупроводнике п-тнпа оказывается меньше расстояния до дна зоны проводимости, вследствие чего концентрация неосновных носителей заряда (дырок) у поверхности полупроводника становится выше концентрации основных носителей и тип проводимости этой области изменяется. Это явление получило название инверсии, а слои, в которых оно наблюдается, называется инверсионными слоями (они показаны на рис. 8.31, б, д). [c.247]

Для иллюстрации на рис.3.10, а-г показаны области захвата электронов и дырок при разных значениях параметра u и поверхностного потенциала. Видно, что для несобственного полупроводника при близких величинах а , и а большую часть запрещенной зоны занимают уровни захвата основных носителей заряда. Увеличение сечения захвата неосновных носителей (дырок в рассматриваемом случае) приводит к расширению области их захвата. Изменение поверхностного потенциала полупроводника вызывает увеличение протяженности области захвата тех носителей заряда, которых становится на поверхности больше. [c.93]

При V > О, т. е. при положительном смещении, избыточные носители инжектируются в полупроводник по обе стороны обедненного слоя. Преодолев барьер, они попадают в область, где становятся неосновными. Поток основных носителей компенсирует заряд инжектированных носителей. В результате возникает электрический ток через переход и возрастает скорость рекомбинации. [c.203]

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]

Акцептор — структурный дефект в кристаллической решетке полупроводника, способный присоединять к себе электроны из валентной зоны или с других примесных центров. Акцепторы, захватывая электроны из валентной зоны, увеличивают концентрацию дырок и уменьшают концентрацию свободных электронов. В полупроводнике, содержащем акцепторные примеси, электрический ток переносится преимущественно дырками (основными носителями заряда в нем являются дырки, а неосновными — электроны), обусловливая примесную дырочную проводимость. Такой полупроводник называется полупроводником р-типа. [c.117]

В то же время, при наличии в диэлектрике примесных атомов, свободные носители заряда могут появиться за счет термической активации примесных уровней. Вследствие этого при нормальных и низких температурах проводимость в диэлектриках имеет примесный характер. Так же, как и в полупроводниках, носителями заряда здесь могут быть электроны и дырки. Если примесь имеет донорный характер, то основными носителями заряда являются электроны, а неосновными — дырки. Такой диэлектрик (по аналогии с полупроводником) называют электронным или диэлектриком п-типа. Если же примесь акцепторная, то основными носителями являются дырки. В этом случае диэлектрик называют дырочным или р-типа. [c.272]

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]

Как известно, в случае донорной примеси основными носителями заряда являются электроны, а неосновными — дырки. Такой диэлектрик (так же, как и полупроводник) называется электронным или л-типа. В случае акцепторной примеси электроны захватываются примесными атомами, так что основными носителя- [c.43]

ОСНОВНЙЕ И НЕОСНОВНЫЕ НОСИТЕЛИ заряда в полупроводниках, электроны проводимости в полупроводниках д-типа и дырки в полупроводниках р-типа. В невырожденном собственном ПП равновесные концентрации эл-нов п и дырок р равны п=р щ= [c.503]

В примесном полупроводнике носители заряда, обусловленные преобладающей примесью, называются основными носителями заряда. В электронном полупроводнике основными носителями заряда будут электроны, в дырочном — дырки. Дырки, присутствующие в электронном нолуироводпике, но не играющие основной роли в проводимости, называются неосновными носителями заряда. Соответственно в дырочном полупроводнике неосновными носителями заряда будут электроны. При любой температуре виутри электронного полупроводникового кристалла имеется как прямой переход электронов с донорных атомов и из ковалентных связей в свободное состояние, так и обратный. В результате устанавливается некоторое динамическое равновесие, обусловленное тепловым движением. Концентрации основных и неосновных носителей заряда при условии [c.21]

Нелегированный a-Si H имеет большую фотопроводимость в видимой области спектра. Фоточувствительность (отношение фотопроводимости к темновой проводимости) составляет 10 ... 10 . При легировании фотопроводимость возрастает, а фоточувствительность уменьшается. Аналогичные закономерности наблюдаются и в твердых растворах на основе a-Si H, которые обладают меньшей фотопроводимостью и фоточувствительностью, чем сам гидрированный кремний. При температурах выше комнатной основными центрами рекомбинации неосновных носителей заряда в аморфных гидрированных полупроводниках являются оборванные связи, концентрация которых в твердых растворах всегда больше, чем в a-Si H. Ширина оптической запрещенной зоны в аморфных гидрированных полупроводниках возрастает по мере увеличения концентрации в них водорода, и для a-Si H она составляет 1,6...1,8эВ. Введение в пленки a-Si H германия позволяет уменьшить эту величину до 1,0 эВ, а введение углерода и азота увеличить ее до значений 2,5...3,2эВ и 5 эВ соответственно. [c.103]

В качестве переносчиков заряда в электронных полупроводниках служат электроны, а в дырочных полупроводниках—-положительные дырки. Эти носители зарй-дов называют основными носителями. В противоположность им дырки в электронных полупроводниках, а свободные электроны в дырочных полупроводниках носят название неосновных носителей. В равновесном состоянии количество основных и неосновных носителей сохраняется на определенном уровне. Если каким-либо способом ввести неосновные носители в полупроводник, то их плотность после мгновенного увеличения с течением времени начнет уменьшаться в соответствии с показательной функцией, возвращаясь к прежнему уровню. Время, по истечению которого количество неосновных носителей, добавленных в п0лугт , .Б0дник, уменьщается в е—2,78 раз, называют эффективным временем жизни неосновных носителей. [c.335]

От приложенного напряжения зависит не только проводимость, но и электрич. ёмкость Э.-д. п. Действительно, повышение потенц. барьера при обратном смещении означает увеличение разности потенциалов между п- и р-областями полупроводника, и, отсюда, увеличение их объёмных зарядов. Поскольку объёмные заряды неподвижны и связаны с ионами доноров и акцепторов, увеличение объёмного заряда может быть обусловлено только расширением его области и, следовательно, уменьшением электрич. ёмкости Э.-д, п. При прямом смещении к ёмкости слоя объёмного заряда (наз. также зарядной ёмкостью) добавляется т, н. д и ф-фузионная ёмкость, обусловленная тем, что увеличение напряжения на Э.-д. п. приводит к увеличению концентрации основных и неосновных носителей, т. е. к изменению заряда. Зависимость ёмкости от приложенного напряжения позволяет использовать Э.-д. п. в качестве параметрич. диода (варактор а) — прибора, ёмкостью к-рого можно управлять, меняя напряжение смещения. [c.882]

Частотная зависимость фотопроводимости. Как видно из рис. 8-7, в области малых длин волн (левее максимума кривой) наблюдается спад фотопроводимости. Это объясняется быстрым увеличением коэффициента поглощения с ростом частоты и уменьшением глубины проникновения падающей на тело электромагнитной энергии. Поглощение происходит в гонком поверхностном слое, где и образуется основное количество носителей заряда. Появление большого числа избыточных носителей заряда только у поверхности слабо 01ражается на проводимости всего объема полупроводника, потому что скорость поверхностной рекомбинации больше, чем объемной, и проникающие внутрь неосновные носители заряда увеличивают скорость рекомбинации в объеме полупроводника. [c.246]

Непосредственно около р—л-перехода вследствие выравнивания химическ- х потенциалов образуются объемные заряды, препятствующие движению основных носителей тока (т. е. дырок — в р-полупроводнике и электронов — в п-полупроводнике). Ток через переход под действием напряжения, приложенного в направлении поля, создаваемого объемным зарядом, определяется в основном диффузией неосновных носителей (п-носителей из р-полупровод-ника и р-носителей и , /г-полупроводника). Этот ток растет экспоненциально с приложенным напряжение1М и и может быть выражен зависимостью [c.223]

Соотношения (1-34) и (1-35) для граничных величин концентраций инжектированных носителей заряда показывают, что концентрация ин кектироваииых электронов и дырок зависит только от проводимости области, в которую производится инжекция, и от напряжения на р-п-переходе (если пренебречь падением напряжения в толще полупроводников вследствие его малости). Граничные значения концентраций, инжектированных носителей заряда не зависят от размеров соответствующей области и от условий внутри переходной области, которая предполагается малой. При малых уровнях инжекции концентрации инжектированных неосновных носителей заряда малы по сравнению с концентрацией основных носителей заряда. Так как справедливо условие электрической нейтральности, то концентрация основных носителей заряда увеличивается на малую величину, равную концентрации инжектированных носителей заряда, т. е. практически остается неизменной. [c.39]

Германий, содержащий донорную примесь, называется электронным германием, или германием п-типа (n-Ge), а германий, содержащий акцепторную примесь, — дырочным германием или германием р-типа (p-Qe). В n-Ge основными носителями заряда служат электроны, а и е о с н о з н ы м и — дырки в p-Ge ооновными носителями заряда служат дырки, а неосновными— электроны. Германий без примесей называется собственным германием или германием i-типа (i-Gt) он обладает сравнительно высоким удельным сопротивлением. Многие полупроводники стехиометрического состава, тщательно очищенные от донорных и акцепторных примесей и обладающие ничтожно малой проводимостью [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...