1. Концентрация носителей заряда в собственных полупроводниках
1.1. Концентрация электронов и дырок в данной зоне определяется расстоянием этой зоны от уровня Ферми: чем больше это расстояние, тем меньше концентрация носителей.
2. Уровень Ферми и ее положение
2.1. Уровень Ферми в полупроводниках n-типа располагается в верхней половине запрещенной зоны, а в полупроводниках р-типа — в нижней половине запрещенной зоны. При повышении температуры уровень Ферми в полупроводниках обоих типов смещается к середине запрещенной зоны.
3. Проводимость собственных полупроводников, ее зависимость от температуры
3.1. При фиксированной температуре произведение концентраций носителей зарядов т.е. электронов и дырок для данного ПП является величиной постоянной.
3.2. Интегральной микросхемой называют совокупность большого числа взаимосвязанных элементов – сверхмалых диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов, соединительных проводов, изготовленных в едином технологическом процессе на одном кристалле.
3.3. Специфические свойства и эффекты ПП используются в приборах: - в полупроводниковых диодах для выпрямления переменного тока -в туннельных диодах для генерации СВЧ электромагнитных волн - в светодиодах, фотодиодах, фотоэлементах, солнечных батареях -в термисторах -в варикапах (конденсаторах с изменяемой емкостью) -в биполярных и полевых транзисторах -в запоминающих устройствах компьютеров ОЗУ и т.д.
4. Полупроводниками являются кристаллические вещества, у которых при 0 К валентная зона полностью заполнена электронами , а ширина запрещенной зоны невелика
5. План
6. Собственная проводимость полупроводников
6.1. Проводимость ПП занимает промежуточное значение между проводниками и диэлектриками.
6.2. Собственными полупроводниками являются химически чистые полупроводники, а их проводимость называется собственной проводимостью.
7. ЛЕКЦИЯ 43
7.1. План
7.2. 1. Примесные полупроводники, механизм электропроводимости.
7.2.1. ПП любой степени чистоты всегда содержат примесные атомы, создающие собственные энергетические уровни, получившие название примесных уровней. Эти уровни могут располагаться как в разрешенной, так и в запрещенной зоне полупроводника на разных расстояниях от вершины валентной зоны и от дна проводимости. Примесный - полупроводник, электрофизические свойства которого в основном определяются примесями.
7.3. 2. Концентрация носителей заряда примесных полупроводников.
7.3.1. Некоторые примеси даже при малых их концентрациях очень сильно изменяют проводимость полупроводника. Такие примеси приводят к появлению избыточного количества или свободных электронов, или дырок. Их называют соответственно донорными примесями или акцепторными примесями
7.4. 3. Донорные и акцепторные уровни в них.
7.4.1. Донор - это примесный атом или дефект кристаллической решѐтки, создающий в запрещенной зоне вблизи "дна" зоны проводимости энергетический уровень, занятый в невозбуждѐнном состоянии электроном и способный в возбуждѐнном состоянии при тепловом возбуждении отдать электрон в зону проводимости.
7.4.2. Акцептор - это примесный атом или дефект кристаллической решѐтки, создающий в запрещѐнной зоне вблизи "потолка" валентной зоны энергетический уровень, свободный от электрона в невозбуждѐнном состоянии и способный захватить электрон из валентной зоны благодаря тепловому возбуждению.
7.5. 4. Проводимость примесных полупроводников, ее зависимость от температуры.
7.5.1. При дальнейшем повышении температуры начинается все более интенсивное возбуждение собственных носителей, полупроводник все более приближается к состоянию собственного ПП, вследствие чего уровень Ферми приближается к положению уровня Ферми в собственном ПП.
7.6. 5. Фотопроводимость полупроводников.
7.6.1. Проводимость ПП можно возбудить путем облучения их светом.
7.6.2. Свет, проникая в полупроводник, вступает с кристаллической решѐткой во взаимодействие, связанное с обменом энергией.
7.6.3. Изменение электрической проводимости (удельного сопротивления) вещества под воздействием электромагнитного излучения называют фотопроводимостью (фоторезистивным эффектом).
7.6.4. Изменение проводимости обусловлено тем, что при освещении меняются: концентрация носителей; их подвижность.