Появление - проводимость
Cтраница 4
Согласно зонной теории твердого тела, если имеется достаточное число электронов для заполнения всех разрешенных энергетических состояний одной или нескольких зон и последняя заполненная зона не соприкасается и не перекрывается со следующей зоной, то при абсолютном нуле совершенный кристалл такого вещества является изолятором. Энергетический разрыв между самыми высокими занятыми состояниями и самыми низкими незанятыми называется областью запрещенных значений энергии или запрещенной зоной. При этом уровень Ферми проходит посредине запрещенной зоны. Если ширина запрещенной зоны мала, то при повышении температуры электроны из занятой зоны будут переходить на незанятые энергетические состояния следующей зоны. В этом случае приложение разности потенциалов приведет к появлению проводимости, поскольку имеется достаточно большое число незанятых состояний, по которым эти электроны могут свободно двигаться. Такие вещества известны под названием собственных полупроводников. Если ширина запрещенной зоны достаточно велика, то тепловая энергия, необходимая для активации электронов в зону проводимости, может оказаться настолько высокой, что это вызовет смещение и миграцию атомов или даже пробой твердого тела. Такое положение характерно для некоторых изоляторов при обычных температурах. Значение ширины запрещенной зоны для гомологических рядов веществ является мерой прочности связи между атомами в кристалле. [46]
Основное различие между ними состоит в том, что балластное сопротивление подключается непосредственно между катодом и сеткой входной лампы блока III без дополнительного отрицательного смещения. Пока разрядная трубка находится в непроводящем состоянии, входная лампа отперта и на сетку промежуточного каскада Л2 подается отрицательный относительно катода потенциал. При этом емкость С2 не может заряжаться. Как только трубка начинает проводить ток, лампа Л запирается и на сетке Л2 оказывается положительный потенциал. Следовательно, зарядка конденсатора С2 начинается одновременно с появлением проводимости разрядного промежутка и длительность зарядки с достаточной степенью точности равна длительности протекания тока в трубке независимо от возникающей в ней формы разряда. [47]
Вообще говоря, кривые характеризуются наличием быстрых и медленных участков релаксации. При этом в кривых для групп / и IV присутствует только быстрая составляющая. В кривых для групп / / и / / / при освещении наряду с быстрой имеется также и медленная составляющая. Наличие в релаксации двух компонент с разными временами объясняется следующим образом: кинетика примесной фотопроводимости в образцах / / и / / / групп определяется двумя параллельно идущими процессами. Освещение, с одной стороны, вызывает переходы электронов ( или дырок) в разрешенные зоны и появление неравновесной проводимости, величина которой определяется произведением темпа генерации на время жизни неравновесных носителей. Однако поскольку этот процесс сопровождается одновременным изменением заполнения уровней, то, с другой стороны, вдоль процесса релаксации происходит также изменение самих темпа генерации и времени жизни. [48]
 |
Схемы стабилизаторов с дросселем переменной индуктивности ( а и со стабилитронами ( б и г, а также характеристика зенеровского диода ( в. [49] |
Однако при подаче обратного напряжения сопротивление стабилитрона сначала очень велико и через него протекает ток порядка нескольких микроампер. По достижении некоторой критической точки внутреннее сопротивление диода резко снижается почти до нуля. Резкое уменьшение сопротивления диода вызывает резкое увеличение тока до такой величины, при которой обычный кремниевый диод таких же размеров, безусловно, вышел бы из строя. Однако этот явный пробой не нарушает работоспособности диода. Это происходит потому, что при определенной величине обратного напряжения носители преодолевают внутренний потенциальный барьер полупроводникового диода, приводя к появлению проводимости диода в обратном направлении. Если теперь обратное напряжение уменьшится до нуля, то внутренний потенциальный барьер вновь восстановится и диод перейдет в нормальный режим работы. [50]
Согласно зонной теории твердого тела, если имеется достаточное число электронов для заполнения всех разрешенных энергетических состояний одной или нескольких зон и последняя заполненная зона не соприкасается и не перекрывается со следующей зоной, то при абсолютном нуле совершенный кристалл такого вещества является изолятором. При этом отсутствует перекрытие кривых зависимости плотности состояний от энергии ( см. фиг. Энергетический разрыв между самыми высокими занятыми состояниями и самыми низкими незанятыми называется областью запрещенных значений энергии или запрещенной зоной. При этом уровень Ферми проходит посредине запрещенной зоны. Если ширина запрещенной зоны мала, то при повышении температуры электро-аы из занятой зоны будут переходить на незанятые энергетические состояния следующей зоны. В этом случае приложение разности потенциалов приведет к появлению проводимости, поскольку имеется достаточно большое число незанятых состояний, по которым эти электроны могут свободно двигаться. Такие вещества известны под названием собственных полупроводников. Если ширина запрещенной зоны достаточно велика, то тепловая энергия, необходимая для активации электронов в зону проводимости, может оказаться настолько высокой, что это вызовет смещение я миграцию атомов или даже пробой твердого тела. Такое положение характерно для некоторых изоляторов при обычных температурах. Значение ширины запрещенной зоны для гомологических рядов веществ является мерой прочности связи между атомами з кристалле. [51]
 |
Зависимость энергии Е ( К от волнового.| Первые две зоны. [52] |
Если верхняя зона не перекрывается с нижними, то проводимость отсутствует. К таким веществам относятся диэлектрики и ПП. В металлах верхняя зона перекрывается с нижними. В связи с этим в ней всегда есть электроны и имеет место высокая проводимость. В диэлектриках запрещенная область энергий между незаполненной зоной и заполненной столь велика ( обычно более 5 эв), что и при высоких темп - pax электроны не могут ее преодолеть под действием только теплового возбуждения. В ПП занре-щенная область менее 5 эв и тепловое возбуждение электронов из заполненной зоны в незаполненную или на пустые локальные уровни, а также с занятых локальных уровней ( см. Донор п Акцептор) приводит к появлению проводимости. [53]
 |
Зависимость энергетич. уровней от постоянной решетки цепочки шести атомов водорода.| Зависимость энергии Е ( К от волнового. [54] |
Если верхняя зона не перекрывается с нижними, то проводимость отсутствует. К таким веществам относятся диэлектрики и ПП. В металлах верхняя зона перекрывается с нижними. В связи с этим в ней всегда есть электроны и имеет место высокая проводимость. В диэлектриках запрещенная область энергий между незаполненной зоной и заполненной столь велика ( обычно более 5 эв), что и при высоких темп - pax электроны не могут ее преодолеть под действием только теплового возбуждения. В ПП запрещенная область менее 5 эв и тепловое возбуждение электронов из заполненной зоны в незаполненную или на пустые локальные уровни, а также с занятых локальных уровней ( см. Донор и Акцептор) приводит к появлению проводимости. [55]
Таким образом, рассматривая селениды переходных, металлов, следует иметь в виду стремление атомов металлов к образованию наибольшего статистического) веса стабильных - конфигураций s2p6, что влияет на свойства образующихся соединений. Селениды of-nepe - ходных металлов - гетеродесмичные соединения Г15 ]; они характеризуются ковалентно-металлическим типом: связи с наложением определенной доли ионной связи. При прочих равных условиях переход к полупроводниковой проводимости наблюдается при большем отношении неметалла к металлу ( Х / Ме) в соединении, чем: для сульфидов. Так, если TJ2S и TiS обладают металлической проводимостью, a TiS2 - полупроводник, то все селениды титана обладают металлическими свойствами. Это, очевидно, связано с меньшей стабильностью sp - конфигураций селена по сравнению с серой, что обусловливает в большей степени межэлектронный обмен между атомами металла и селена. Ковалентная составляющая связи в селенидах увеличивается по мере достроенное d - оболочки переходного металла, когда электронные конфигурации атомов металла и селена существенно обособляются. Это сопровождается образованием энергетического разрыва и появлением полупроводниковой проводимости, что наблюдается уже в диселениде циркония, молибдена, вольфрама. [56]
 |
Удельное сопротивление ( а и коэффициент Холла ( б сернистого свинца в зависимости от температуры в резервуаре с серой. [57] |
Ранее бесцветный кристалл приобретает при этом определенную окраску. Когда атом щелочного металла ( К) попадает в узел нормальной решетки в качестве иона щелочного металла К, то этот процесс должен сопровождаться появлением анионной вакансии и избыточного электрона. Анионная вакансия ведет себя, как положительный заряд, и способна притягивать электрон. При поглощении фотона электрон переходит в возбужденное состояние. Однако при этом его энергия может оказаться недостаточной для перехода в зону проводимости. Требуемая энергия возбуждения характеризуется данной анионной вакансией и определяет полосу поглощения, вызывающего окраску кристалла. Когда происходит термическое возбуждение захваченного электрона и переброс его в зону проводимости, то появляется проводимость типа п или электронная проводимость, свойственная полупроводникам. С другой стороны, избыток анионов влечет за собой появление проводимости типа р или дырочной проводимости. На рис. 5 - 10 даны значения электропроводности и коэффициента Холла сернистого свинца в зависимости от температуры обработки. [58]
Страницы: 1 2 3 4