Cтраница 2
При температуре абсолютного нуля все энергетические уровни валентной зоны полностью заполнены. В зоне проводимости электроны отсутствуют. [16]
![]() |
Образование примесной зоны у полупроводника электронного типа.| Перекрытие примесной зоны с зоной проводимости у полупроводника электронного. [17] |
При температуре абсолютного нуля энергия электронов не может быть больше энергии уровня Ферми. В случае невырожденного полупроводника это приводит к тому, что при абсолютном нуле полупроводник ведет себя как изолятор. [18]
![]() |
Зонная диаграмма полу - мньшая. ч Для разрыва КОВалвНТ-проводника р-типа нои связи. В германии и кремнии для. [19] |
При температуре абсолютного нуля и в отсутствие внешнего воздействия на полупроводник акцепторные уровни свободны от электронов. По мере повышения температуры электроны валентной зоны будут заполнять эти локальные уровни при одновременном образовании в валентной зоне соответствующего числа дырок ( рис. 7.7, переходы /), Вместе с тем возможны и переходы 2, при которых образуется пара свободных носителей: электрон-дырка. [20]
![]() |
Температурная зависимость концентрации свободных носителей заряда полупроводника n - типа. Мл Л да Л дз ( при УУдз наступает вырождение. [21] |
При температуре абсолютного нуля его валентная зона должна быть полностью заполнена, донорные уровни заняты электронами, а зона проводимости пуста. При повышении температуры полупроводника электроны с примесных уровней начнут переходить в зону проводимости, и чем выше температура, тем большее число примесных атомов будет ионизовано. При дальнейшем повышении температуры, когда энергия kT станет достаточной для полной ионизации примеси, концентрация электронов в зоне проводимости станет равной концентрации донорной примеси, если при этом вероятность перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости ничтожно мала. Из рис. 8.2 видно, что чем больше концентрация примеси, тем выше температура, при которой концентрация свободных носителей заряда собственной проводимости становится сравнимой с концентрацией электронов, появившихся в зоне проводимости за счет ионизации донорной примеси. [22]
![]() |
Картина энергетических зон. [23] |
При температуре абсолютного нуля могут быть три случая: 1) нижняя энергетическая зона занята электронами и полностью заполнена. Такая зона называется валентной зоной. Следующая зона разрешенных энергий полностью свободна и отделена от последней заполненной зоны широким зазором, порядка нескольких электроновольт. Такое твердое тело называют изолятором. [24]
![]() |
Двумерное схематическое изображение собственного полупроводника 76. [25] |
При температуре абсолютного нуля зона проводимости полупроводника полностью свободна, а валентная зона полностью занята. Запрещенная зона достаточно узка, поэтому уже при комнатной температуре некоторые электроны могут покинуть валентную зону и перейти в зону проводимости. Какое количество электронов в среднем для заданного материала при заданной температуре может покинуть валентную зону и перейти в зону проводимости. Ответ на этот вопрос будет рассмотрен в разд. [26]
![]() |
Расположение зон у различных веществ. [27] |
При температуре абсолютного нуля валентные электроны занимают нижние уровни валентной зоны и отделяться от атомов не могут - в веществе нет свободных электронов. Над валентной зоной располагается запрещенная зона, за которой следует разрешенная зона. [28]
При температуре абсолютного нуля без каких-либо других внешних воздействий электроны в полупроводниках не будут обладать энергией, достаточной для преодоления запрещенной зоны. Поэтому полупроводник в этих условиях является изолятором. Следовательно, деление веществ на полупроводники и диэлектрики условно. Чем больше ширина запрещенной зоны, тем выше должна быть температура, при которой возникает электронно-дырочная проводимость. [29]
![]() |
Структура алмаза [ Л. 5 - 5 ]. [30] |