y">, для концентрації іонізованих донорів запишемо:
(1.6.1)
де Е д1 - положення донорного рівня на енергетичній шкалі.
При низькій температурі концентрація іонізованих донорів дорівнює концентрації електронів:
(1.6.2)
Звідси випливає, що
(1.6.3)
і відповідно
(1.6.4)
де
З виразу (1.6.4) випливає, що нахил прямої на ділянці 1-4 малюнка 1.6.1 характеризує енергію іонізації домішок. У процесі подальшого нагрівання при деякій температурі, що відповідає точці 4, всі електрони з домішкових рівнів виявляються перекинутими в зону провідності. При цьому ймовірність іонізації власних атомів напівпровідника ще мізерно мала. Тому в досить широкому температурному діапазоні (ділянка 4-6) концентрація носіїв заряду залишається постійною і практично рівній концентрації донорів. Ця ділянка температурної залежності прийнято називати областю виснаження домішок. p align="justify"> При відносно високих температурах (ділянка кривої за точкою 6) домінуючу роль починають грати перекидання електронів через заборонену зону, тобто відбувається перехід в область власної електропровідності, де концентрація електронів дорівнює концентрації дірок, а крутизна кривої визначається забороненою зоною напівпровідника.
Для більшості домішкових напівпровідників температура переходу до власної електропровідності істотно перевищує кімнатну. Так, для германію n-типу з концентрацією донорів температура приблизно дорівнює 450 К. Значення залежить від концентрації домішки і ширини забороненої зони напівпровідника.
Із збільшенням концентрації домішки ділянки кривих, відповідні примесной електропровідності, зміщуються вгору. Причину цього зміщення легко зрозуміти за допомогою формули (1.6.4). Крім того, треба взяти до уваги, що із збільшенням концент рації домішкових атомів зменшується відстань між ними. Це призводить до більш сильному взаємодії електронних оболонок домішкових атомів і розщепленню дискретних енергетичних рівнів у домішкові зони. Відповідно зменшується енергія іонізації домішок. Внаслідок зазначеної причини . Чим більше концентрація домішок, тим вища температура їх виснаження.
При досить великій концентрації донорів () їх енергія іонізації звертається в нуль, так як утво...
