Физические основы микроэлектроники, конспект лекций, страница 8

2.4.3. СТАТИСТИКА ЭЛЕКТРОНОВ В ПРИМЕСНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

         В области низких температур, когда средняя энергия теплоколебаний решетки кТ значительно меньше ширины запрещенной зоны ξg, в примесных невырожденных полупроводниках происходит возбуждение практически лишь примесных носителей заряда: электронов в электронных полупроводниках и дырок в дырочных полупроводниках.

Положение уровня Ферми в этой области температур определяется соотношением для электронного полупроводника:

.                            (2.24)

где NД – концентрация донорной примеси, и соотношением:

                                  (2.25)

для дырочного полупроводника, где Na – концентрация акцепторной примеси. Графики зависимости ξF(T), отвечающие этим функциям, приведены на рис. 2.4 а, б   [6].

Ti

 

 

 

Т

 

Тs

 

xF(T)

 

x

 

xа

 

xс

 

Т

 

валентная зона

 

валентная зона

 

xF(T)

 

Ti

 

Тs

 

xс

 

xс

 

 

 

зона проводимости

 

зона проводимости

 

ξ