Электрофизические свойства полупроводников Лектор – профессор кафедры Электроника Абдуллаев Ахмед Маллаевич Кафедра находится в комнате 323. Лекция 1

Удельная электропроводность полупроводников Полупроводниковые материалы используют во всех случаях, когда необходима управляемая напряжением, температурой, освещенностью или другими факторами проводимость или электропроводность. Электропроводность, т.е. способность проводить электрический ток под воздействием постоянного электрического напряжения, является главным свойством вещества по отношению к электрическому полю. Основным количественным параметром электропроводности вещества является удельная электропроводность. 2

Удельная электропроводность полупроводников Удельная электропроводность σ - это величина, определяемая дифференциальной формой закона Ома (1.1) где - вектор плотности тока, - вектор напряженности поля. Электропроводность осуществляется свободными носителями заряда (СНЗ), которые могут перемещаться под действием электрического поля сколь угодно малой величины или градиента концентрации. 3

Элементы зонной теории твердого тела Свойства полупроводников, как и других тел, с регулярной кристаллической структурой (монокристаллы) описываются с помощью зонной теории твердого тела. Зонная энергетическая диаграмма твердого тела. 4

Равновесная концентрация свободных носителей заряда При температуре отличной от абсолютного (0 К) нуля в кристалле полупроводника происходит тепловая генерация и рекомбинация электронно– дырочных пар, а также ионизация примесных атомов и нейтрализация ионов. В собственном полупроводнике концентрации электронов и дырок одинаковы: (1.2) 5

Равновесная концентрация свободных носителей заряда Используя справочные значения,, W g, получим при T=300К (комнатная температура) следующие величины: в германии n i =p i =1, см -3, в кремнии n i =p i = 0, см -3, в арсениде галлия n i =p i = 1, см -3. 6

Равновесная концентрация свободных носителей заряда В донорном полупроводнике (n - типа) концентрации электронов и дырок неодинаковы: концентрация электронов (основные СНЗ) (1.3) концентрация дырок (неосновные СНЗ) (1.4) 7

Равновесная концентрация свободных носителей заряда В акцепторном полупроводнике (p - типа) концентрации электронов и дырок неодинаковы: концентрация дырок (основные СНЗ) (1.5) концентрация электронов (неосновные СНЗ) (1.6) 8

Равновесная концентрация свободных носителей заряда Пример Концентрация донорной примеси в кремнии N d =10 16 см -3, n i =0, см -3. Концентрация электронов (основных носителей) по формуле (1.3) n nN d = см -3, Концентрация дырок (неосновных носителей) по формуле (1.4) p n =6,210 3 см -3. 9

Спасибо за внимание! 10