Электрический ток в полупроводниках Литература: Питер Ю, М. Кардона. Основы физики полупроводников. § 5.1, 5.2, Дж. Займан. Основы теории твердого тела. § 6.5, 6.6
Электропроводность, проводимость [Ом -1 м -1 ] 10 6 типдиэлектрик, изолятор полупроводникпроводник зависит от Т, от освещенности, от дефектов, примесей, состава разброс более чем в 1000 раз Удельное сопротивление
Электрический транспорт Движение электрона в электрическом поле F - время рассеяния носителей на примесях и фононах Стационарный режим Скорость дрейфа Плотность тока Проводимость Подвижность
Плотность носителей тока Металлы: Полупроводники: InAs InN
Время рассеяния носителей В металлах В полупроводниках
В полупроводниках типа A III B V Подвижность, см 2 /(В·с): AlSbGaSbInSbGaAsInAs электронов дырок Эффективная масса электронов тяжелых дырок легких дырок см 2 /(В·с). электронов в металле ~ Подвижность носителей тока
Электронно- дырочный ток в полупроводнике
Зонная структура InSb
Зависимость сопротивления от температуры Металл Чистый полупроводник
Ширина запрещенной зоны, Eg (eV) > типдиэлектрикполупроводникпроводник МатериалФорма EgEg 0 K300 K Элемент CC (мод. Алмаз) Алмаз н5,45,46–6,4 Siн1,171,12 Geн0,750,67 Seп 1,74 А IV В IV SiCSiC 3Cн2,36 SiCSiC 4Hн3,28 SiCSiC 6Hн3,03 А III В V InPп1,421,27 InAsп0,430,355 InSbп0,230,17 InNп0,7 In x Ga 1-x Nп 0,7– 3,37 GaNп3,37 GaPGaP 3Cн2,26 GaSbп0,810,69 GaAsп1,521,42 AlAsн2,16 AlSbн1,651,58 AlN6,2
Как экспериментально изучают электропроводность полупроводников?
Электронные переходы при поглощении света Прямые и непрямые межзонные переходы
Зонная структура и спектр поглощения Ge
Край собственного поглощения Примерный спектр поглощения типичного полупроводника группы III-V
Эффект Холла
ElEl
Временная релаксация фотопроводимости
Проводимость примесных полупроводников Доноры Ge: P, As, Sb
Акцепторы Ge: Al, Ga, In
Проводимость чистого полупроводника примесного полупроводника
Зависимость проводимости от концентрации примеси
Полупроводниковый диод
Транзистор – полупроводниковый триод Структура биполярного n-p-n транзистора. Ток через базу управляет током «коллектор-эмиттер».
Движение электрона в кристалле Групповая скорость волнового пакета: