Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Собственная электропроводность





Полупроводники – это вещества, которые при комнатной температуре имеют удельное электрическое сопротивление r = 10-3 ¸ 109 Ом∙см, у проводников r < 10-3 ¸ 10-6 Ом∙см, у диэлектриков r > 109¸1018 Ом∙см.

К полупроводникам относятся элементы четвертой группы таблицы Менделеева, интерметаллические соединения, окислы, сульфиды, карбиды.

Основное отличие полупроводников от металлов:

а) сопротивление чистых полупроводников сильно зависит от температуры. Температурный коэффициент сопротивления у них ТКС = − (5¸6) % / ºС, у металлов ТКС = (0,4 ¸ 0,6) % / ºС;

б) при добавлении примеси в полупроводник удельное сопротивление его уменьшается. Например, добавление 10-5 % мышьяка в германий уменьшает сопротивление в 200 раз, тогда как сопротивление сплавов всегда намного больше сопротивления отдельных металлов, входящих в сплав.

Элементы четвертой группы таблицы Д.И. Менделеева имеют регулярную структуру с тетраэдрической решёткой. Четыре валентных электрона каждого из атомов находятся в ковалентной (парной) связи с электронами соседних атомов. На рисунке 1.1 представлен плоский эквивалент этой структуры.

Здесь двойными линиями показаны связи между соседними атомами в кристаллической решетке, большими кружками обозначены четырехвалентные атомы, а малыми кружками – электроны. Совершенно однородная структура у полупроводника лишь при Т = 0 К. При нагреве часть связей может нарушиться под действием тепловых колебаний атомов решётки, и образуются свободные электроны или носители тока. Каждый ушедший электрон оставляет незаполненную связь, которую может заполнить другой пришедший электрон, а его – третий, т.е. происходит перемещение незаполненных связей в направлении противоположном движению электронов. Эта незаполненная связь или вакантное место электрона называется дыркой.

При воздействии энергии на чистый и однородный собственный полупроводник свободные электроны и дырки образуются парами и собственная проводимость i (intrinsic) складывается из электронной (n) и дырочной (p)

i = n + p, причем n = p.

Количество свободных электронов и дырок определяется динамическим равновесием параллельно идущих процессов – генерации и рекомбинации.

Генерация – процесс возникновения свободных пар носителей заряда (например, если под действием теплоты – термогенерация), рекомбинация – исчезновение пар носителей при заполнении электроном вакантного уровня (дырки). Время жизни подвижных носителей – это время от генерации до рекомбинации.

Среднее число актов генерации и рекомбинации в единицу времени при постоянной температуре одинаково, поэтому среднее число электронов и дырок в кристалле при данной температуре является вполне определенным. При этом кристалл в целом электрически нейтрален.

В чистых полупроводниках концентрация носителей заряда – свободных электронов и дырок – в основном зависит от температуры и ширины запрещенной зоны ЕЗ. Например, у кремния ЕЗ = 1,2 эВ, при этом удельное сопротивление r = 60 кОм∙см, у германия ЕЗ = 0,75 эВ, а r = 50 Ом∙см.

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 456. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Шов первичный, первично отсроченный, вторичный (показания) В зависимости от времени и условий наложения выделяют швы: 1) первичные...

Предпосылки, условия и движущие силы психического развития Предпосылки –это факторы. Факторы психического развития –это ведущие детерминанты развития чел. К ним относят: среду...

Анализ микросреды предприятия Анализ микросреды направлен на анализ состояния тех со­ставляющих внешней среды, с которыми предприятие нахо­дится в непосредственном взаимодействии...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия