Образование - свободный электрон
Cтраница 2
В твердых веществах ионизационные потери приводят к образованию свободных электронов, которые, как и в газах, могут собираться при помощи электрических полей. Есть только два отличия. [16]
 |
Схема образования ( а и движения ( б, в носителей заряда в полупроводнике. [17] |
Если обратиться к структурной модели полупроводника, то образование свободных электронов можно объяснить разрывом валентных связей под воздействием фононов, число и энергия которых возрастают с температурой. [18]
В беспримесном полупроводнике, называемом также собственным, образование свободного электрона обязательно сопровождается образованием дырки. Этот процесс называют генерацией электронно-дырочной пары. Замещение вакантной ковалентной орбиты свободным электроном, называемым также электроном проводимости, в результате чего одновременно перестают существовать свободный электрон и дырка, называют регенерацией или рекомбинацией. [19]
 |
Схема образования и перемещения дырки в кристаллической решетке германия. [20] |
Так как в собственном полупроводнике дырка появляется только при образовании свободного электрона, то число дырок в нем всегда равно числу свободных электронов. Такой процесс превращения свободного электрона в связанный, приводящий к исчезновению свободного электрона и дырки, называется рекомбинацией. Обратный процесс возникновения свободного электрона и дырки называется генерацией, он идет с поглощением энергии. [21]
Процесс отделения от нейтральной частицы одного или нескольких электронов и образования свободных электронов и положительно заряженных частиц - ионов называется ионизацией. [22]
До сих пор мы рассматривали поглощение света, приводящее к образованию свободных электронов и дырок. Однако возможен и другой механизм поглощения, при котором электрон валентной зоны переводится в возбужденное состояние, но остается связанным с образовавшейся дыркой в водо-родоподобном состоянии. Энергия образования такого возбужденного состояния, называемого экситоном, меньше ширины запрещенной зоны, поскольку последняя есть не что иное, как минимальная энергия, требуемая для создания разделенной пары. Экситон может перемещаться в кристалле, но фотопроводимость при этом не возникает, так как электрон и дырка движутся вместе. Экситоны могут достаточно легко возникать в диэлектриках, так как в них кулоновское притяжение электрона и дырки значительно. В полупроводниках это притяжение мало и поэтому энергия связи экситона также мала. В металлах экситонное поглощение очень маловероятно. [23]
В полупроводниковом материале постоянно происходит генерация ( разрыв связи с образованием свободного электрона и дырки), и поэтому одновременно существуют основные и неосновные носители. После возникновения запорного слоя неосновные носители р-области - электроны, совершая тепловое движение, дрейфуют и попадают в приграничную область, в которой действуют силы электрического поля, увлекаются этим полем и переходят через границу раздела в n - область. Поток электронов из р-области в n - область представляет собой электронную составляющую дрейфового тока, или тока проводимости. [24]
 |
График зависимости обратного тока и обратного напряжения от температуры. [25] |
При повышении температуры увеличивается тепловая энергия носителей, возникает генерация - образование свободных электронов и дырок, что ведет к появлению дополнительных основных и неосновных носителей. [26]
При повышении температуры увеличивается тепловая энергия носителей, возникает генерация - образование свободных электронов и дырок, что ведет к появлению дополнительных основных и неосновных носителей. Зависимость обратного тока от температуры сильнее - сказывается на более высокоомном материале. Изменение-температуры гораздо слабее ощущается на прямой ветви. [27]
Итак, переход электрона из валентной зоны в зону проводимости сопровождается образованием свободных электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне с равными концентрациями. Возникновение в результате энергетического воздействия в полупроводнике пары электрон проводимости - дырка проводимости называется генерацией пары носителей заряда. [28]
Это означает, что тепловое движение не играет никакой роли в образовании свободных электронов в металлах. [29]
 |
Замещение примесными атомами основных атомов в решетке. [30] |
Страницы: 1 2 3 4