Электропроводность полупроводников и ее зависимость от различных факторов

Август 23, 2022

Главная
Разное
Электропроводность полупроводников и ее зависимость от различных факторов

Содержание

2. Зависимость полупроводников от температуры, механической нагрузки, напряженности электрического поля и создание на основе этих зависимостей полупроводниковых
3. Рис. 1 - Влияние температуры на проводимость полупроводника В области низких температур проводимость возникает только за
6. Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они получают дополнительную энергию
7. Фотопроводимость полупроводников. Зависимость показателя поглощения a от длины волны или энергии фотонов называется спектром поглощения вещества.
9. Поглощение света носителями заряда сопровождается переходами электронов и дырок на более высокие уровни. Примесное поглощение света
11. Количество пар носителей заряда, генерированных одним поглощенным фотоном, называют квантовым выходом внутреннего фотоэффекта. В фотоэлектрически активной
12. Рис. 3 – Спектральная зависимость фотопроводимости полупроводника
13. Термоэлектрические эффекты в полупроводниках.
14. Рис. 4 – Схема возникновения термоЭДС в цепи из двух спаев
15. Рассмотрим процесс образования термоЭДС на примере однородного полупроводника, у которого один из концов нагрет больше, чем
16. В результате этого на холодном конце накапливается отрицательный заряд, на горячем остается нескомпенсированный положительный. Возникшее электрическое
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Зависимость полупроводников от температуры, механической нагрузки, напряженности электрического поля и создание

на основе этих зависимостей полупроводниковых датчиков.

Слайд 3

Рис. 1 - Влияние температуры на проводимость полупроводника
В области низких температур

проводимость возникает только за счет примесей. Однако при дальнейшем нагревании происходит истощение примесей, и рост проводимости прекращается. И лишь при высоких температурах начинается дальнейший рост проводимости вследствие перехода электронов основного полупроводника через запрещенную зону.

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, так как под влиянием

поля они получают дополнительную энергию и более легко освобождаются тепловым воздействием. Однако при дальнейшем увеличении напряжённости начинается ударная ионизация, приводящая к разрушению структуры полупроводника (при W = mυ2/2 > ΔW).
Влияние механических усилий. Электропроводность полупроводников изменяется вследствие увеличения или уменьшения междуатомных расстояний. Ширина запрещенной зоны может как увеличиваться, так и уменьшаться при сближении атомов, и у разных полупроводников одна и та же деформация может вызывать как увеличение, так и уменьшение удельной проводимости. На данном принципе основаны тензодатчики, они фиксируют деформацию.

Слайд 7

Фотопроводимость полупроводников.
Зависимость показателя поглощения a от длины волны или энергии фотонов

называется спектром поглощения вещества. В полупроводниках различают несколько механизмов оптического поглощения. Каждому из них соответствует определенная область спектра (рис. 2).
Собственное поглощение обусловлено переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости. Переходы могут быть прямыми (электроны и дырки имеют одинаковые квазиимпульсы) и непрямыми (в каждом акте поглощения участвуют электроны, дырки и фотон, который компенсирует разность импульсов электрона и дырки).

Слайд 8

Слайд 9

Поглощение света носителями заряда сопровождается переходами электронов и дырок на более

высокие уровни.
Примесное поглощение света сопровождается ионизацией или возбуждением примесных атомов.

Рис. 2 – Полный спектр оптического поглощения полупроводника: а – собственное поглощение; б – экситонное поглощение; в – поглощение света
носителями заряда; г – примесное поглощение

Слайд 10

Слайд 11

Количество пар носителей заряда, генерированных одним поглощенным фотоном, называют квантовым выходом

внутреннего фотоэффекта. В фотоэлектрически активной области квантовый выход равен 1.
С возрастанием потока излучения фотопроводимость стремится к насыщению. Спектру оптического поглощения полупроводника соответствует спектральная зависимость фотопроводимости (рис. 3).
Фотопроводимость имеет большое практическое значение. Ее используют в различных сферах человеческой деятельности: в приборах и устройствах применяемых в медицине, экологии, военном деле.

Слайд 12

Рис. 3 – Спектральная зависимость фотопроводимости полупроводника

Слайд 13

Термоэлектрические эффекты в полупроводниках.

Слайд 14

Рис. 4 – Схема возникновения термоЭДС в цепи из двух спаев

Слайд 15

Рассмотрим процесс образования термоЭДС на примере однородного полупроводника, у которого один

из концов нагрет больше, чем второй. Свободные носители заряда у горячего конца имеют более высокие энергии и скорости, чем у холодного. У горячего конца полупроводника свободных носителей больше, чем у холодного. Поэтому поток свободных носителей от горячего конца к холодному больше, чем от холодного к горячему. Если концентрация свободных электронов и дырок в полупроводнике или их подвижности не одинаковы, то концы полупроводников противоположно заряжены.
В электронном полупроводнике основными носителями заряда являются электроны, поток их от горячего конца к холодному больше, чем от холодного к горячему.

Слайд 16

В результате этого на холодном конце накапливается отрицательный заряд, на горячем

остается нескомпенсированный положительный. Возникшее электрическое поле вызывает поток электронов от холодного конца к горячему.
Стационарное состояние устанавливается при равенстве этих потоков электронов. У дырочного полупроводника на холодном конце возникает положительный заряд. Таким образом, по знаку термоЭДС можно судить о типе электропроводности полупроводника.
Эффект, обратный явлению Зеебека, называют эффектом Пельтье. Он состоит в том, что при прохождении тока через контакт двух разнородных полупроводников или полупроводника и металла происходит поглощение или выделение теплоты в зависимости от направления тока.

Слайд 17