conductivitate electrică proprie - studopediya

Principalele dispoziții ale conductivității electrice

materiale semiconductoare principale - siliciu tetravalent (Si) sau germaniului (Ge). Ei au o structură cristalină. Crystal fiecare atom este legat prin legături covalente la patru vecini. În semiconductori puri, nedopat la T = 0 K 0 electronii de valență sunt legați în banda de conducție și electroni liberi capabile să transporte curent, nr. Cu temperatura de electroni care au suficientă energie pentru a depăși decalajul banda care separă banda de valență de banda de conducție pauze departe de atomul său și devine liber, și semiconductori în creștere - conductoare.

Unfilled, vacante, nivelul de energie, care este în banda de valență, după plecarea unui electron, numit gaura. Hole este, de asemenea, numit o legătură covalentă ruptă în rețeaua cristalină. Pe locul vacant se poate muta electroni liberi de atomi vecine, creând o gaură în celălalt loc. Mutarea prin cristal de găuri poate fi văzută ca mișcarea particulelor încărcate pozitiv fictive.

Conductivitatea semiconductoare nedopat purtătorilor de sarcină din cauza pereche (electroni și goluri), numit proprii.

Procesul de formare a perechilor electron-gol, și - generarea. însoțită de un proces de recuperare a obligațiunilor rupte - recombinare. atunci când un electron „capturat“ o gaura, cu un cuplu de purtător dispare.

Intervalul de timp din momentul generării de recombinare purtător de sarcină se numește până la zhiznitn sale de timp și tp. și distanța parcursă în timpul vieții - dlinoyLn difuzie și Lp. Acestea sunt conectate prin Ln = Lp =, în cazul în care Dn. Dp - Coeficienții de difuzie a electronilor și găuri.

Concentrația de purtători de sarcină în cristal semiconductor intrinsec depinde de temperatura și lățimea zonei interzise de DW:

Nc »octombrie 20 cm -3 - densitatea efectivă a statelor în banda de conducție.

kT - energia cinetică a particulei.

La germaniu DW = 0,72 eV pentru siliciu DW = 1,12 eV. La temperatura camerei T 0 = 293 K, concentrația electronilor de conducție (și găurile) în ni germaniu = 2,5 * 13 octombrie (cm -3), o ni siliciu = 1,4 x 10 luna octombrie (--3). Pentru comparație, densitatea unei substanțe „la 22 octombrie (cm -3). După cum se vede, concentrația purtător de sarcină într-un semiconductor intrinsec este mică, deși temperatura crește va crește.

Pe lângă generarea de căldură, apariția unor noi perechi electron-gol poate avea loc sub influența energiei câmpului electric, datorită energiei cinetice a particulelor în mișcare (generare de șoc) datorită energiei fluxului luminos - fotoni (generare de lumină).