Вырожденный полупроводник
Cтраница 1
Вырожденные полупроводники используются для изготовления таких приборов, как туннельные диоды и полупроводниковые квантовые генераторы. Кроме того, они имеют важное теоретическое значение. Сильнолегированные полупроводники представляют принципиальную трудность при обычном теоретическом анализе. Действительно, большая концентрация электронов приводит к сильному взаимодействию электронов с ионом донора, к его экранированию. Экранировка поля донора приводит к уменьшению энергии ионизации вплоть до нуля, поэтому говорить о размытии уровней примеси в этом случае не имеет смысла. Для исследования сильнолегированных полупроводников необходимо использовать такие методы, как метод функций Грина. [1]
Вырожденные полупроводники используют для изготовления таких приборов, как туннельные диоды и полупроводниковые квантовые генераторы. Кроме того, они имеют важное теоретическое значение. Сильнолегированные полупроводники трудно анализировать теоретически. Действительно, большая концентрация электронов приводит к сильному взаимодействию электронов с ионом донора, к его экранированию. Экранировка поля донора приводит к уменьшению энергии ионизации вплоть до нуля, поэтому говорить о размытии уровней примеси в этом случае не имеет смысла. Для исследования сильнолегированных полупроводников необходимо использовать такие методы, как метод функции Грина. [2]
Вырожденный полупроводник - полупроводник, в котором энергия носителей почти не зависит от температуры. Это происходит при высоких концентрациях носителей электрического заряда, когда они плотно занимают почти все энергетические уровни возле границы запрещенной зоны ( см. Зонная теория) и потому не могут изменять свою энергию за счет теплового движения. С повышением температуры энергия теплового движения возрастает и становится достаточной для переброса носителей на уровни, более удаленные от границы запрещенной зоны; при этом вырождение снимается и энергия носителей начинает изменяться пропорционально температуре. [3]
Вырожденный полупроводник - полупроводник, в котором энергия носителей почти не зависит от температуры. [4]
Рассмотрим вначале вырожденный полупроводник. Согласно (39.32) усреднение по энергии равносильно подстановке значений соответствующих величин на поверхности Ферми. [5]
К вырожденным полупроводникам нельзя применять статистику Максвелла - Больцмана, а нужно пользоваться статистикой Ферми. Уровень Ферми в вырожденных полупроводниках располагается в разрешенной зоне. [7]
В вырожденных полупроводниках и металлах k, а следовательно, и / макс не зависят от температуры, и это приводит к другой, более слабой температурной зависимости подвижности. [8]
В вырожденных полупроводниках наблюдается концентрационная зависимость коэффициента диффузии. [9]
В вырожденных полупроводниках донорные и акцепторные уровни расщепляются в зоны, так как расстояния между примесными атомами невелики. Донорные уровни находятся в свободной зоне, а акцепторные - в валентной. Уровень Ферми лежит в разрешенной зоне выше уровня дна свободной зоны и ниже уровня потолка валентной зоны), поэтому контактная разность потенциалов высока - энергия электрона близка к ширине запрещенной зоны. [10]
В вырожденных полупроводниках донорные и акцепторные уровни расщепляются в зоны, так как расстояния между примесными атомами невелики. Донорные уровни находятся в свободной зоне, а акцепторные - в валентной. Уровень Ферми лежит в разрешенной зоне ( выше уровня дна свободной зоны Wca и ниже уровня потолка валентной зоны Wen), поэтому контактная разность потенциалов высока - энергия электрона близка к ширине запрещенной зоны. [11]
В вырожденном полупроводнике уровень Ферми лежит в разрешенной зоне, в полупроводнике п-типа - в зоне проводимости, в полупроводнике р-типа - в валентной зоне. Для простоты рассмотрения будем считать, что все состояния, лежащие ниже уровня Ферми, заполнены, электронами ( на рисунках они заштрихованы), а выше - свободны. [12]
В вырожденных полупроводниках переходы электрона из зоны в зону, связанные с поглощением света, возможны в га-области при Йсо g IN, а в р-области при Йсо Sg цр, тогда как индуцированное излучение генерируется на частоте со - 8g / H. Поэтому, если и р - и га-области вырождены, то междузонное поглощение на этой частоте очень мало. Если же, наоборот, одна из областей не вырождена, то сильное междузонное поглощение может компенсировать усиление в тонком активном слое; поэтому обе области должны быть достаточно сильно легированными, чтобы при рабочей температуре они были вырождены. [13]
В вырожденных полупроводниках определяющим является рассеяние на примесях, так как их много. [14]
В вырожденных полупроводниках уровень Ферми проходит внутри зоны проводимости ( для полупроводника n - типа), вследствие чего уровни, лежащие ниже уровня Ферми, все заполнены электронами, вакантных уровней нет и они не могут участвовать в проводимости. [15]
Страницы: 1 2 3 4