Обем на квантови състояния в пространството фаза. Функция на плътността на състоянията.
За да се изчисли плътността на енергията държави за частиците, ние първо се изчисли плътността на състоянията в реципрочен пространство (импулс или к-пространството). Разстоянието между щатите се дава гранични условия. За свободните електрони и фотони в кутия размер L в и електрони в кристалната решетка с размер L решетка с помощта на периодични гранични условия Роден - фон Карман. Използване на функциите за свободен частиците вълна се получава
2 \ пи п = KL \\
\ Фрак = \ Delta к \\
където п - всяко число, и \ Delta к \, - разстоянието между държави с различни к.
Пълен к-брой държави разположение на частиците - обем на разположение, за да го к-пространство, разделено на обема на к-пространството, заемано от една единствена държава. Предлага се обем - само на интеграл от к = 0 до к = к. Обем на к-място за една държава на наш тримерно случай може да се запише като
g_s - ниво дегенерацията (обикновено се върти дегенерацията равно на 2). Този израз за диференциране, да се намери плътността на състоянията в к-пространство: г (к) \, DK = \ Frac \, DK. За да намерите плътността на състоянията в енергетиката, което трябва да знаете дисперсионна частица, това е, изрично к и ДК по отношение на г (к) DK по отношение на Е и де. Например, за един свободен електрон: E = \ Фрак = \ Фрак, DE = \ Фрак \, DK.По-обща дефиниция е свързан съотношение
където индексът и съответства на състоянието на дискретна или непрекъснат спектър и \ делта - делта функцията на Дирак. В прехода от сумиране на интеграция трябва да се използва нормално
където \ hbar - константа на Планк.
Идеалният Fermi-газ. Съобщение Ферми енергия и електронна плътност.
Идеалният Fermi-газ. Средната енергия на електрона.
Видове връзки атоми и молекули в кристали. Аморфни и кристални състояния. решетка кристал. Решетката период. състояния на електрони в кристала. Концепцията на квази-инерция.
Kronig-Пени модел. функция Electron вълна.
Kronig-Пени модел. Енергийните ленти. Брилуеново зона. Връзка на енергийните ленти и електрони нива в потенциал добре с безкрайно високи стени.
Класификация кристалната структура на енергийните ленти. Честотната лента проводимост и валентната зона. Ефективното масата на електрона и дупката.
Определяне на истинската полупроводници. Появата на електропроводимостта на вътрешен полупроводников по отношение на модела представителства и теорията на лента. Изчисление на електронната плътност в проводимост на произвол на полупроводници.
23. Определяне на присъщата полупроводника. Появата на електропроводимостта на вътрешен полупроводников. Състоянието на електрическата неутралност. Изчисляване на нивото на Ферми и електрическата проводимост на вътрешен полупроводников. Графики п = F (Т), # 61555; # 61472, # 61501, # 61472; е (Т), LN # 61555; # 61472, # 61501, # 61472; е (1 / T). Опитно определяне на PO ширина.
И двата процеса - генериране двойки носители и тяхното рекомбинация - всяко количество на полупроводника се появяват едновременно. съответстваща концентрация носител е установено от състоянието на динамично равновесие, при което броят на възникващите носители равен на броя на рекомбиниране. Интервалът от време между миг поколение и рекомбинация време за зареждане носител на свободни електрони се нарича начин на живот или дупки, и пътува за зареждане превозвач живот на разстоянието - свободен път. Като се има предвид, че времето на живот на отделните превозвачи е различно при тези условия се има предвид средния жизнен цикъл, а средният свободен пробег.
Ферми Ниво на - основният параметър на статистическо разпределение на електрони и дупки. Изчисленията за определяне на позицията на нивото на Ферми, са склонни да използват състоянието на електрическата неутралност.
За ваша собствена poluprovodnikan = стр.
Когато изчислението на вътрешна концентрация трябва да вземе предвид зависимостта на Bandgap на температурата (1.17). En концентрация е важна характеристика параметър на материал до предварително определена температура като Ni 2 -стойност константа не само за себе си, но също така и за легирани материали (не зависи от положението на ниво Ферми). собствени стойности на концентрациите на основните полупроводникови материали са представени в таблицата.
24. Определяне на полупроводника донор и примес донор. Проводимостта на полупроводника донор при високи и ниски температури. Ниска изчерпване на примеси. Състоянието на електрическата неутралност. Графики п = F (Т), # 61555; # 61472, # 61501, # 61472; е (Т), LN # 61555; # 61472, # 61501, # 61472; е (1 / T). в широк диапазон от температури.
Донорът и диригент на донор примеси. Проводимост донор проводник при високи и ниски температури. електронеутралност състояние.
25. Изчисляване на нивото на Ферми на донор на полупроводници. Изчисляване проводимост донор полупроводници. Графики п = F (Т), # 61555; # 61472; # 61501; # 61472; е (Т), LN # 61555; # 61472, # 61501, # 61472; е (1 / T) в широк температурен диапазон.
Концентрацията на равновесие. Комуникационни концентрации на електрони и дупки в вътрешен и външен достъп полупроводници. ефект потискане.
Помислете за най-общия случай, когато концентрацията на плитки донори различни концентрации на плитки акцептори. За определеност приемем, че. В този случай, плитките донори и акцептори в малки количества, за да се компенсират взаимно, т.е. всички акцептори са пълни с електрони са дошли от центровете за донорски, затова. Броят на некомпенсирано донор, способни да участват в топлинна поколение на електрони в - зона ще бъде: - ефективна концентрация на донора. Следователно, в съотношение полупроводникови държи като полупроводникови - тип. В такъв полупроводников онечистване без дупки и отворите се образува в резултат на собствените преходи при високи температури. електронеутралност уравнение за такова полупроводникови светлината на предходния раздел ще има следния вид:
Разполагате с няколко pridelnyh случаи.
1. много ниски температури.
В този случай. , Тогава електронеутралност уравнение става:
Заместването (3) в израза за. получаваме:
- използва електронен донор концентрация.
- ефективна концентрация на йонизирани донори.
Това уравнение е решен в §4.
Тя може да се види, че енергията на активиране.
3. високи температури.
В този случай, стойността не може да бъде пренебрегната. , Тогава електронеутралност уравнение става:
Разтворът на това уравнение в §5. При високи температури:
Най-голям. в областта може да определи ефективната концентрация.
4. Много високи температури.
27. Скоростта на поколение. Термично поколение. Скоростта на рекомбинация. Коефициент на рекомбинация. И стационарен равновесие състояние. Прекалено концентрация. Право износване свръхконцентрация течение на времето. Специален носител живот. Графики Dp (т). р (т) (или Dn (т). N (т).
Под влияние на напрежението прилага към кристала в електрическо поле там. Движение нареди носители на заряд: електрони се движат към положителния електрод, дупка - до отрицателен. Когато това не спира топлинната движението на таксата превозвачи, които се дължат на тяхната сблъсък с атомите на полупроводника и примесите.
Насочено движение на носители на заряд под силата електрическо поле се нарича дрейф. ток, предизвикана от движението - дрифт ток. В този случай, текущия символ може да бъде по електронен път, ако е причинено от движението на електроните, или дупката, ако тя е създадена от движещ се посока дупките.
Средната скорост на таксата превозвачи в електричното поле е право пропорционална на силата на електричното поле:
М Коефициентът на пропорционалност се нарича мобилността електрон (евро), както и дупки (тт). Безплатни електроните се движат в пространството между кристалната решетка точки и дупките - с ковалентни връзки, така че средната скорост, а оттам и мобилността на електрона е по-голяма, отколкото дупка. В мобилност силициева основа по-малко от това на германий.
В присъщите полупроводници електрони и дупки концентрации са едни и същи, но поради различния им мобилност на електронния компонент на тока през дупката. електрони и дупки концентрации на онечистване полупроводникови различават значително, настоящото характер се определя от мнозинството носители: р-тип полупроводници - дупки, и п-тип полупроводници - електрони.
При вероятност неравномерно плътност носител на тяхната сблъсък помежду повече в полупроводниковата слой, когато тяхната концентрация е по-висока. Осъществяване на хаотично топлинно движение на таксата превозвачи се отклоняват към страната, където по-малък е броят на сблъсъци, т.е. се движат в посока на намаляване на концентрацията им.
Насочено движение на носители на заряд от слоя с по-висока концентрация от тях в слоя, в които концентрацията е по-ниска, се нарича дифузия. ток, причинени от това явление, - дифузия ток. Този ток, както и дрифт, може да бъде електронен или дупка.
Степента на неравномерно разпределение на носители на заряд се характеризира с градиент на концентрация; се определя като съотношението на промяна в концентрацията да променят разстоянието, на което тя се появява. По-голямата градиента на концентрация, т.е. остро от това се променя, толкова повече дифузия ток.
Електроните се движат от слой с висока концентрация в слой с ниска концентрация, както тя се движи рекомбинират с отвори, и обратно, в разсейващата слой с намалена концентрация на дупки рекомбинират с електрони. В този случай, концентрацията на излишък носител намалява.
Свързани статии