Примесный носитель

Cтраница 3

Поскольку энергия активации большинства примесей в германии не превышает 0 015 эв, то при комнатной температуре, когда 267 0 05 эв, все примесные атомы будут ионизированы и п Мд или p NA. Примесные носители ( их большинство) носят название основных, собственные ( их меньшинство) - неосновных. [31]

Явление компенсации примесей используется для уменьшения концентрации примесных носителей тока одного знака. [32]

Оценка Еа для чистых оксидов показывает, что собственная проводимость в ферритах практически не может наблюдаться. Концентрация собственных носителей ничтожно мала по сравнению с концентрацией примесных носителей при любой практически достижимой степени чистоты оксидов, так что измеренная электрическая проводимость в большинстве случаев соответствует примесной проводимости. [33]

Энергетическая диаграмма электронно-дырочного перехода вырожденного полупроводника. [34]

Поэтому приборы, использующие вырожденные полупроводники, могут работать при очень низких температурах. С другой стороны, когда все примесные уровни ионизированы, концентрация примесных носителей оказывается очень высокой и мешающее действие электронов и дырок собственной проводимости сказывается только при более высокой температуре. Поэтому приборы на вырожденных полупроводниках имеют более высокий температурный предел работы, чем приборы на невырожденных полупроводниках. [35]

Участок АВ описывает примесную проводимость полупроводника. Рост примесной проводимости полупроводника с повышением температуры обусловлен в основном ростом концентрации примесных носителей. Участок ВС соответствует области истощения примесей ( это подтверждают и эксперименты), участок CD описывает собственную проводимость полупроводника. [36]

Можно предположить, что материал пригоден для изготовления приборов, если концентрация примесных носителей тока не будет подавлять собственной проводимости вещества. [37]

Энергия возбуждения проводимости многих примесей германия обычно мала ( примерно 0 01 эв), и при комнатной температуре практически все примесные атомы оказываются возбужденными. Поэтому при концентрации примесей 0 001 % ( число атомов примеси примерно равно 5 - Ю17 см-3) проводимость полупроводника определяется концентрацией примесных носителей заряда, которая в приведенном примере превышает концентрацию собственных носителей в 20 000 раз. Таким образом, чтобы получить кристалл германия с собственной электропроводностью, концентрацию атомов примеси в нем необходимо уменьшить до 2 5 - 1013 см-3, что соответствует одной десятимиллионной доле процента. В настоящее время освоена более высокая степень очистки германия. Кремний с собственной проводимостью ( р - 140 000 ом см) в связи с большими трудностями очистки до настоящего времени не получен. [38]

Поэтому образец чистого германия, который имеет собственную проводимость при комнатной температуре, становится примесным полупроводником, с носителями тока одного знака, при низких температурах. Конечно, случаи чисто примесной и чисто собственной проводимости являются лишь идеализированными крайними случаями, так как во всяком реальном чистом полупроводнике всегда имеется некоторое количество примесей, а в примесном полупроводнике наряду с возбуждением примесных носителей тока всегда одновременно происходит и возбуждение собственных носителей тока. [39]

Примеси резко изменяют собственную проводимость полупроводника. Потенциал ионизации у примесей меньше, чем у полупроводников, поэтому уже при 20 - 25 С практически все атомы примесей ионизированы. Благодаря этому концентрация примесных носителей электрического тока обычно выше концентрации собственных носителей. [40]

Иа рис. 14.20 приведена температурная зависимость концентрации носителей и уровень проводимости полупроводниковых материалов, которые при низких температурах являются примесными полупроводниками, а при высокой температуре-собственными. При низких температурах ( область /) концентрация носителей зависит от температуры, так как относительно небольшое различие в энергиях ( - 0 1 эВ) между акцепторными ( донорными) уровнями и краем валентной зоны ( зоны проводимости) могут преодолеть лишь немногие электроны. При возрастании температуры обе зависимости выходят на насыщение ( область 2), когда концентрация примесных носителей принимает максимальное значение. [41]

В германиевом примесном полупроводнике типа n небольшое количество атомов донорной примеси имеет положительный заряд. Эти атомы ( рис. 5 - 5, а) закреплены в решетке неподвижно и ведут себя как положительные заряды, распределенные по всему материалу. Акцепторные атомы, содержащиеся в германии типа р, ведут себя как неподвижные отрицательные заряды. Как было указано, кроме примесных носителей заряда, в полупроводнике имеются электроны и дырки, возникающие вследствие теплового возбуждения. [42]

Величина сдвига зависит от эффективной массы и, следовательно, может быть использована для определения ее значения. Величины, полученные таким способом для InSb re - типа, хорошо согласуются с данными циклотронного резонанса. Из измерений эффекта Холла определяем концентрацию га примесных носителей тока. [43]

Кривая 1 с участком уменьшения проводимости включает область истощения примесных носителей тока, когда преобладает тепловой механизм их рассеяния. Электропроводность снижается с температурой за счет падения подвижности при практически постоянной концентрации носителей тока. С наступлением собственной проводимости электропроводность снова растет из-за увеличения концентрации носителей тока. Кривая же 2 показывает, что в области истощения примесных носителей в основном происходит рассеяние на ионах примеси, а потому с повышением температуры проводимость продолжает расти. [44]

Дополнительные энергетические уровни в запретной зоне создаются не только посторонними атомами, но и всевозможными дефектами кристаллической решетки, причем эти дополнительные уровни могут быть и до-норными и акцепторными. Если полупроводник представляет собой химическое соединение, то избыточные, по отношению к стехиометри-ческому составу, атомы тех самых элементов, из которых построена основная решетка, занимающие в ней вследствие своего стехиометрического избытка неправильные положения, создают также дополнительные уровни в запретной зоне - донорные или акцепторные в зависимости от избытка той или иной химической компоненты соединения. Изложенное поясняет, почему все то, что создает дополнительные уровни в запретной зоне, называют примесями, а проводимость, обусловленную этими уровнями, - примесной. Если в полупроводник с донорными примесями вводятся акцепторные примеси, то будет происходить компенсация, в результате которой число примесных носителей тока в полупроводнике уменьшится. [45]

Страницы: 1 2 3 4