books.originweb.info добавить в избранное :: сделать стартовой :: рекомендовать другу  
 книга
cейчас: 13:25, вторник, 12 декабря 2017 г.
Научно-образовательный портал 
Лабораторная работа № 2-4Б

В изоляторах электроны доверху заполняют последнюю из занятых зон 3 (валентную зону) (рис.13б). Следующая разрешенная зона 1 не содержит электронов. Ширина запрещенной зоны 2 (обозначаемая как Еg), разделяющая валентную зону и зону проводимости велика (Еg si_9_6 10 эВ), так что электроны в обычных условиях не могут через нее "перепрыгнуть". Электрический ток отсутствует. В присутствии слабого электрического поля ни один из электронов зоны 3 не может изменить своего движения, так как нет близких свободных энергетических состояний в зоне.

Расщепление энергетических уровней

а) вследствие взаимодействия атомов при их сближении в кристалле (d - расстояние между соседними атомами в кристалле) и образование энергетических зон; I - зона проводимости, 2 - запрещенная зона, 3 - валентная зона, 4 - уровни изолированных атомов; диаграммы уровней и их заполнение электронами в диэлектрике (б) и в металле (в).

К полупроводникам относятся вещества, которые при низких температурах являются изоляторами. Они отличаются от обычных изоляторов небольшой шириной запрещенной зоны (Еg si_9_6 1 эВ). Уже при комнатных температурах тепловое движение "перебрасывает" часть электронов из валентной зоны в зону проводимости. При этом электропроводность возникает как в зоне проводимости, так и в валентной зоне. В зоне проводимости она определяется присутствующими там электронами (электронная проводимость). В валентной зоне проводимость становится возможной из-за появления свободных состояние (дырок), часть из которых может быть занята электронами зоны (дырочная проводимость).

Найдем зависимость электропроводности полупроводника от его различных характеристик.
Плотность тока j зависит от величины переносимых зарядов электронами и "дырками" si_4B_1 и si_4B_2, их концентрации nn, np и средней скорости их направленного движения si_4B_3 и si_4B_4.

eq_4B_1

Заряды электрона и "дырки" равны по величине, но противоположны по знаку. Концентрация электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне в химически чистых полупроводниках равны друг другу nn = np.
Концентрация электронов, находящихся в зоне проводимости, равна произведению числа имеющихся энергетических уровней в единице объема полупроводника на вероятность их заполнения. Вероятность заполнения уровней определяется функцией Ферми, которая для полупроводников имеет вид:

eq_4B_2
где Е - энергия электрона в зоне проводимости; μ - некоторая константа для данного типа вещества, носящая название энергии Ферми; k - постоянная Больцмана; T - абсолютная температура, так как si_4B_5, то единицей можно пренебречь.
Энергия Ферми представляет собой максимальную энергию, которую могут иметь электроны при T = 0 K. В чистых полупроводниках энергия Ферми μ лежит вблизи середины запрещенной зоны (рис.14).


Интернет-магазин
Реклама:

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 193

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 195

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 199
Rambler's Top100

Copyright © originweb.info, books.originweb.info. Все права принадлежат их авторам.