Другие предметы \ Материаловедение

Физические процессы в полупроводниках и их свойства. Термоэлектрические явления в полупроводниках, страница 8

Из сказанного не следует, что к важным не относятся и такие параметры, как плотность, постоянная кристаллической решетки, относительная магнитная проницаемость, коэффициент теплопроводности, температура плавления и др.

10.7.1. Удельная проводимость полупроводников

Удельная проводимость пропорциональна произведению концентрации и подвижности носителей заряда, которые зависят от температуры. Решающее влияние на эту зависимость имеет изменение концентрации носителей заряда с температурой. В области собственной электропроводности полупроводника удельная проводимость зависит от температуры согласно формуле                   

                                                                                γ        k            T

g =gоe-Wзапр/2kT,                 СИ   См/м   Дж/К    К             (10.7)

где γ - удельная проводимость; γо - коэффициент, зависящий от материала и температуры; WЗАПР - ширина запрещенной зоны; k - постояннаяБольцмана; Т - термодинамическая температура; е - основание натуральных логарифмов (е=2.718).

Температурная зависимость удельной проводимости в области несобственной (примесной) электропроводимости определяется выражением:

                 γПРИМ=γприм 0 е –Еи он/2kТ,                       γ          Е         k      Т

СИ    См/м    Дж    Дж/К   К        (10.8)

где γприм 0-коэффициент, зависящий от состава примеси и температуры;

ЕИОН - энергия активации (или ионизации) примеси.

Температурная зависимость удельной проводимости  полупроводника иллюстрируется рис.10.11.Участок 1 соответствует собственной электропроводности полупроводника, вызванной ионизацией атомов основного материала. Участок 3 соответствует примесной электропроводности, вызванной ионизацией атомов примеси.

Уменьшение удельной проводимости при увеличении температуры объясняется уменьшением подвижности, которое не компенсируется увеличением концентрации

10.7.2. Влияние температуры на подвижность зарядов в полупроводниках

 

U
 
Хаотическое тепловое движение мешает упорядоченному движению свободных носителей заряда. В результате этого подвижность зависит от температуры.

1
 

1
 

u
 
          γ


                                                                                        

2
 

                       

Т
 

Т
 

2
 

1
 

3
 
 


1            2           3           

Рис.10.12.Зависимость подвижности носителей заряда в полупроводнике от температуры:

1-собственный полупроводник;

2- примесный полупроводник
 

Рис.10.11. Зависимость удельной электрической проводимостиполупроводника от температуры

1 - область собственной электропроводности; 2- область полной ионизации примесей; 3 - область примесной электропроводности
 

2
 
                                                                  

Характер температурной зависимости подвижности связан с природой препятствий, т.е. механизмом рассеяния носителей заряда. В большинстве используемых полупроводников главными источниками рассеяния являются тепловые колебания решетки и ионизированные атомы примесей.

Скачать файл