Зміст
Введення
. Температурна залежність рухливості і провідності носіїв заряду
.1 Рухливість. Дрейф носіїв заряду
.2 Провідність
. Основні електрофізичні властивості Ge і Si, дрібні акцепторні і донорні рівні. Спектральний діапазон оптичної прозорості чистого кремнію
.1 Електрофізичні властивості кремнію. Акцепторні і донорні рівні
.2 Електрофізичні властивості германію. Акцепторні і донорні рівні
.3 Спектральний діапазон оптичної прозорості чистого кремнію
. Визначення часу життя носіїв заряду
. Рішення завдання
Висновки
Список використаних джерел
Введення
Напівпровідник - матеріал lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0 % BB gt ;, який за своєю питомої провідності lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8Cgt; займає проміжне місце між провідниками lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%28%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%29gt; тадіелектриками lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0 % B8% D0% BA gt; і відрізняється від провідників сильною залежністю питомої провідності lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8Cgt; від концентрації домішок, температури і впливу різних видів випромінювання lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0 % BD% D0% B8% D0% B5 gt ;. Основною властивістю напівпровідника є збільшення електричної провідності з ростом температури.
Напівпровідниками є речовини, ширина забороненої зони lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%A8%D0%B8%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D0%B7%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%8Bgt;, яких складає порядку декількох електрон-вольт lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD-%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%82gt; (еВ). Наприклад, алмаз lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%BC%D0%B0%D0%B7gt; можна віднести до ширококутного напівпровідник, а арсенід індію lt;http://ru.wikipedia/wiki/%D0%90%D1%80%D1%81%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B4_%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D1%8Fgt;- До вузькозонних. До числа напівпровідників відносяться багато хімічні елементи (германій, кремній, селен, телур, миш'як та інші), величезна кількість сплавів і хімічних сполук (арсенід галію та ін.). Майже всі неорганічні речовини оточуючого нас світу - напівпровідники. Найпоширенішим в природі напівпровідником є ??кремній lt; https: //ru.wikipedia/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9gt; , що становить майже 30% земної кори.
Найпоширенішими напівпровідниками у виробництві електронних компонентів є германій (Ge) і кремній (Si). На зорі напівпровідникової епохи воліли використовувати германій. У порівнянні з кремнієм, у нього більш низьку напругу відмикання pn-переходу (0.1V - 0.3V проти 0.6V - 0.7V). Це робить германій більш економічним в плані енерговитрат кремній краще зберігає стабільність роботи на високих температурах і перевершує германій по частотним характеристикам. До того ж запаси Si на планеті практично безмежні, а технологія його отримання та очищення значно дешевше, ніж Ge, досить рідкісного в природі елемента. Все це призвело до неминучою і швидкій заміні германієвих напівпровідників на кремнієві.
1. Температурна залежність рухливості і провідності носіїв заряду
. 1 Рухливість. Дрейф носіїв заряду
Якщо в напівпровіднику створено електричне поле величини Е, то крім хаотичного з'являється спрямоване переміщення носіїв заряду, зване дрейфом. Швидкість дрейфу, vдр, - це швидкість, спрямована уздовж вектора напруженості електричного поля, усереднена по всім носіям заряду одного знака (електронами або дірками).
Оцінити середню швидкість дрейфу можна виходячи з формули vдр=a tп, де а - прискорення, що купується електроном між зіткненнями. Середнє прискорення електрона можна розрахувати, використовуючи другий закон Ньютона
де qE=F - сила, що діє на електрон з боку поля.
Підставивши цей вираз у формулу для швидкості дрейфу, отримуємо
Таким чином, рухливість носіїв заряду обернено пропорційна ефективної масі носіїв m і прямо пропорційна часу вільного пробігу tп.
Оскільки швидкість дрейфу vдр=мЕ, то значення рухливості можна розрахува...
