n> = ep i < span align = "justify">? p E (1.13)
Загальна щільність струму:
J = J n + J p = e ( ? n n i + ? p p i ) E (1.14)
У той же час щільність струму за законом Ома дорівнює:
J =? E, (1.15)
де ? - питома електропровідність речовини.
Порівнюючи (1.14) і (1.15), отримуємо:
? = e ( ? n n i + ? p p i ) (1.16)
У результаті можна зробити наступний висновок: питома електропровідність напівпровідника залежить від концентрації електронів і дірок і від їх рухливості. Згідно (1.5) і (1.6) отримаємо:
(1.17)
Ця формула показує, що питома електропровідність напівпровідника залежить від типу речовини (так як у формулу входять величини n0 і? W), а також від температури. Чим вище температура, тим питома електропровідність вище, причому ця залежність носить експонентний характер. p align="justify"> 1.4 Глибокі рівні
Донорний і акцепторні рівні, називають дрібними, маючи на увазі їх незначна відмінність від відповідних дозволених енергетичних рівнів, зон (В«відстаніВ»).
Глибокі рівні - ряд домішок, які мають в ПП (або спеціально вводяться в нього), розташовані поблизу середини забороненої зони.
У кремнії глибокі рівні характерні для золота, міді, нікелю та ін Такі домішки зазвичай не є ні донорами, ні акцепторними, але вони виконують важливу роль у роботі ПП.
В
Малюнок 1.11-Захоплення і віддача електронів в ПП з глибокими рівнями.
Енергія активації в цьому випадку досить велика, тому атоми таких домішок практично не іонізуються, відповідно не змінюють концентрації вільних носіїв, тим не менше, роль глибоких рівнів істотна, оскільки являють собою В«пасткиВ» або центри захоплення рухливих носіїв.
Електрон, що потрапив з дозволеної зони на пастку (безперервні стрілки), залишаються на ній протягом деякого часу - часу релаксації. Після цього (штрихові лінії) він може повернутися в цю зону (варіант 1 і 3), або перейти в іншу (варіант 2 і 4). p align="justify"> У першому випадку відбувається невелике тимчасове зміна кількості вільних носіїв - електронів (варіант 1) або дірок (варіант 3).
У другому випадку відбувається або двоступенева рекомбінація (варіант 2), або двоступенева генерація (варіант 4).
Ймовірність двоступеневих процесів більше, ніж одноступінчатих. Тому в присутності пасток процеси генерації - рекомбінації йдуть, значно інтенсивніше і час життя носіїв виявляється значно менше. p align="justify"> Захоплення електронів глибокими рівнями характеризуються для поверхні напівпровідника. Поверхневі рівні. На поверхні ПП створюється тонкий приповерхневих шар товщиною кілька міжатомних відстаней, в цьому шарі відбуваються структурні порушення решітки та адсорбовані атоми створюють додаткові енергетичні рівні (іноді й цілі зони). Ці рівні називають поверхневими рівнями. Вони можуть займати різні місця в забороненій зоні ПП, аналогічно донорним, акцепторним і ловушечного рівнем. Залежно від часу реакції поверхневі - стану ділять на швидкі і повільні. Швидкі порядку 10 -8 с, повільні? 10 -3 с, аж до декількох секунд.
В
Малюнок 1.12 - Зонна діаграма і поверхневі рівні
Наявність поверхневих рівнів призводить до відмінності електрофізичних параметрів поверхневого шару та об'єму. Відмінності залежать від щільності поверхні станів, це враховують при виготовленні інтеграль...
