ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Содержание

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ Полупроводники с собственной электропроводностью Характерной особенностью полупроводников является ярко выраженная температурная зависимость
3. Полупроводники с собственной электропроводностью Рисунок 1.1. Энергетическая диаграмма кристалла при Т=0° К. Заполненная или валентная зона
4. Полупроводники с собственной электропроводностью Рисунок 1.2. (а) - условное обозначение кристаллической решетки (б) - энергетическая диаграмма
5. Генерация свободных носителей заряда- процесс образования пар электрон-дырка. Рекомбинация носителей – процесс при котором электрон восстанавливает
6. Wф - уровень Ферми, соответствующий уровню энергии, формальная вероятность заполнения которого равна 0,5; WДН - энергия,
7. В химически чистых полупроводниках уровень Ферми совпадает с серединой запрещенной зоны Wi, а также Аn =
8. Полупроводники с электронной электропроводностью Доноры в 4-валентный полупроводник : 5-валентные атомы (фосфор Р, сурьма Sb) Примеси,
9. Полупроводники с электронной электропроводностью Полупроводники, в которых концентрация свободных электронов в зоне проводимости превышает концентрацию дырок
10. Полупроводники с электронной электропроводностью ( = Nд, ≈ 0) (1.6) где Nд - концентрация донорных атомов
11. Полупроводники с дырочной электропроводностью Доноры в 4-валентный полупроводник : 3-валентные атомы (галлий Ga, индий In) Примеси,
12. Полупроводники с дырочной электропроводностью Полупроводники, где основными носителями являются дырки, а электроны – неосновными подвижными носителями
13. На основании уравнений (1.4), (1.5), (1.7), (1.8) можно записать следующее выражение: (1.10) которое показывает, что введение
14. Дрейфовый ток ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
15. Дрейфовый ток ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ Из-за столкновения носителей зарядов с атомами кристаллической решетки их движение в
16. Плотность тока в полупроводнике, обусловленного дрейфом свободных электронов под действием внешнего электрического поля со средней скоростью
17. У полупроводника с собственной электропроводностью (ni = pi) В полупроводнике n-типа > В полупроводнике р-типа >
19. Скачать презентацию

Слайд 2

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ Полупроводники с собственной электропроводностью
Характерной особенностью полупроводников является ярко

выраженная температурная зависимость удельного электрического сопротивления. С повышением температуры оно, как правило, уменьшается на 5...6% на градус, в то время как у металлов удельное электрическое сопротивление с повышением температуры растет на десятые доли процента на градус.
Удельное сопротивление полупроводника также резко уменьшается при введении в него незначительного количества примеси.

Слайд 3

Полупроводники с собственной электропроводностью
Рисунок 1.1. Энергетическая диаграмма кристалла при Т=0°

К.

Заполненная или валентная зона

Свободная зона

Запрещенная зона

ΔW ≤ 3 эВ – полупроводник
ΔW > 3 эВ - диэлектрик
ΔW = 0 - металл.

германий (ΔW = 0,67 эВ)

кремний (ΔW =1,12 эВ)

Слайд 4

Полупроводники с собственной электропроводностью
Рисунок 1.2.
(а) - условное обозначение кристаллической

решетки
(б) - энергетическая диаграмма полупроводника с собственной электропроводностью.

Слайд 5

Генерация свободных носителей заряда- процесс образования пар электрон-дырка.
Рекомбинация носителей –

процесс при котором электрон восстанавливает ковалентную связь.
Из-за процессов генерации и рекомбинации носителей зарядов при данной температуре устанавливается определенная концентрация электронов в зоне проводимости ni, и равная ей концентрация дырок pi, в валентной зоне.

Полупроводники с собственной электропроводностью

Слайд 6

Wф - уровень Ферми, соответствующий уровню энергии, формальная вероятность заполнения которого

равна 0,5;
WДН - энергия, соответствующая "дну" зоны проводимости;
WВ - энергия, соответствующая "потолку" валентной зоны;
Аn, Ар - коэффициенты пропорциональности;
k - постоянная Больцмана, равная 1,37⋅10-23 Дж/град;
Т- абсолютная температура, К.

Полупроводники с собственной электропроводностью

(1.1)

Слайд 7

В химически чистых полупроводниках уровень Ферми совпадает с серединой запрещенной зоны

Wi, а также Аn = Ар = А.

Полупроводники с собственной электропроводностью

(1.2)

Слайд 8

Полупроводники с электронной электропроводностью

Доноры в 4-валентный полупроводник :
5-валентные

атомы (фосфор Р, сурьма Sb)

Примеси, увеличивающие число свободных электронов, называют донорными или просто донорами

Рисунок 1.4
(а) - условное обозначение кристаллической решетки
(б) - энергетическая диаграмма полупроводника с электронной электропроводностью.

Слайд 9

Полупроводники с электронной электропроводностью

Полупроводники, в которых концентрация свободных электронов

в зоне проводимости превышает концентрацию дырок в валентной зоне, называются полупроводниками, с электронной электропроводностью или полупроводниками n-типа.

(1.3)

С учетом соотношений (1.1) выражения (1.3) можно представить в следующем виде:

(1.4)

(1.5)

Слайд 10

Полупроводники с электронной электропроводностью

( = Nд, ≈ 0)
(1.6)
где

Nд - концентрация донорных атомов в полупроводнике

Слайд 11

Полупроводники с дырочной электропроводностью

Доноры в 4-валентный полупроводник :
3-валентные

атомы (галлий Ga, индий In)

Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны, называют акцепторными или акцепторами.

Рисунок 1.4
(а) - условное обозначение кристаллической решетки
(б) - энергетическая диаграмма полупроводника с дырочной электропроводностью.

Слайд 12

Полупроводники с дырочной электропроводностью

Полупроводники, где основными носителями являются дырки,

а электроны – неосновными подвижными носителями заряда, носят название полупроводников с дырочной электропроводностью или полупроводников р-типа.

(1.7)

(1.8)

(1.9)

где Na — концентрация акцепторных атомов в полупроводнике

При условии

Слайд 13

На основании уравнений (1.4), (1.5), (1.7), (1.8) можно записать следующее выражение:

(1.10)
которое показывает, что введение в полупроводник примесей приводит к увеличению концентрации одних носителей заряда и пропорциональному уменьшению концентрации других носителей заряда за счет роста вероятности их рекомбинации.

Слайд 14

Дрейфовый ток
ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Слайд 15

Дрейфовый ток
ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Из-за столкновения носителей зарядов с атомами

кристаллической решетки их движение в направлении действия электрического поля прерывисто и характеризуется подвижностью μ. Подвижность равна средней скорости , приобретаемой носителями заряда в направлении действия электрического поля напряженностью Е = 1 В/м, т. е.

(1.11)

(μn > μp)

Слайд 16

Плотность тока в полупроводнике, обусловленного дрейфом свободных электронов под действием внешнего

электрического поля со средней скоростью , определяется выражением

Перемещение (дрейф) дырок в валентной зоне со средней скоростью

создает в полупроводнике дырочный ток, плотность которого

(1.12)

Электропроводность полупроводника:

Слайд 17

У полупроводника с собственной электропроводностью
(ni = pi)
В полупроводнике n-типа >
В

полупроводнике р-типа >

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Содержание

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ Полупроводники с собственной электропроводностьюХарактерной особенностью полупроводников является ярко

Полупроводники с собственной электропроводностью Рисунок 1.1. Энергетическая диаграмма кристалла при Т=0°

Полупроводники с собственной электропроводностью Рисунок 1.2. (а) - условное обозначение кристаллической

Генерация свободных носителей заряда- процесс образования пар электрон-дырка. Рекомбинация носителей –

Wф - уровень Ферми, соответствующий уровню энер­гии, формальная вероятность заполнения которого

В химически чистых полупроводниках уровень Ферми совпадает с серединой запрещенной зоны

Полупроводники с электронной электропроводностью Доноры в 4-валентный полупроводник : 5-валентные

Полупроводники с электронной электропроводностью Полупроводники, в которых концентрация свободных электронов

Полупроводники с электронной электропроводностью ( = Nд, ≈ 0)(1.6)где

Полупроводники с дырочной электропроводностью Доноры в 4-валентный полупроводник : 3-валентные

Полупроводники с дырочной электропроводностью Полупроводники, где основными носителями являются дырки,

На основании уравнений (1.4), (1.5), (1.7), (1.8) можно записать следующее выражение:

Дрейфовый токТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Дрейфовый токТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ Из-за столкновения носителей зарядов с атомами

Плотность тока в полупроводнике, обусловленного дрейфом свободных электронов под действием внешнего

У полупроводника с собственной электропроводностью (ni = pi)В полупроводнике n-типа >В

Похожие презентации

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ Полупроводники с собственной электропроводностью
Характерной особенностью полупроводников является ярко

Полупроводники с собственной электропроводностью
Рисунок 1.1. Энергетическая диаграмма кристалла при Т=0°

Полупроводники с собственной электропроводностью
Рисунок 1.2.
(а) - условное обозначение кристаллической

Генерация свободных носителей заряда- процесс образования пар электрон-дырка.
Рекомбинация носителей –

Wф - уровень Ферми, соответствующий уровню энергии, формальная вероятность заполнения которого

Полупроводники с электронной электропроводностью

Доноры в 4-валентный полупроводник :
5-валентные

Полупроводники с электронной электропроводностью

Полупроводники, в которых концентрация свободных электронов

Полупроводники с электронной электропроводностью

( = Nд, ≈ 0)
(1.6)
где

Полупроводники с дырочной электропроводностью

Доноры в 4-валентный полупроводник :
3-валентные

Полупроводники с дырочной электропроводностью

Полупроводники, где основными носителями являются дырки,

Дрейфовый ток
ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Дрейфовый ток
ТОКИ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Из-за столкновения носителей зарядов с атомами

У полупроводника с собственной электропроводностью
(ni = pi)
В полупроводнике n-типа >
В