Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Для студента... Зависимость подвижности носителей заряда от температуры

Зависимость подвижности носителей заряда от температуры
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Зависимость подвижности носителей заряда от температуры


Подвижность носителей заряда в полупроводниках зависит от температуры, так как тепловое хаотическое колебание частиц мешает упорядоченному движению.
Основные причины, влияющие на температурную зависимость подвижности это рассеяние на:
•    тепловых колебаниях атомов или ионов кристаллической решетки;
•    на атомах или ионах примесей;
•    на дефектах решетки (пустых узлах, искажениях, связанных с внедрением иновалентных ионов, дислокациями, трещинами и т.д.).
При низких температурах преобладает рассеяние на примесях и подвижность  изменяется согласно выражению
=а . Т3/2,
где а - параметр полупроводника.
Зависимость подвижности носителей заряда от температуры
При высоких температурах преобладает рассеяние на тепловых колебаниях решетки
=в . Т3/2,
где в - параметр полупроводника.
В примесном полупроводнике имеет место как одна , так и другая составляющая в зависимости  (Т), определяемая выражением

Характер изменения  от температуры для собственного и примесного полупроводников показан на рисунке.

Зависимость концентрации носителей заряда от температуры
Для собственного полупроводника концентрация свободных носителей заряда в зависимости от температуры определяется выражением
n=A . EXP(- Wo/2kT),
где
•    n - концентрация носителей заряда;
•     Wo - ширина запрещенной зоны;
•    k постоянная Больцмана;
•    A константа, зависящая оттемпературы;
Для примесных полупроводников
n1=B . EXP(  Wп/2kT),
где
•     Wп - энергия ионизации примеси;
•    В - константа, не зависящая от температуры.
При увеличении концентрации носителей заряда в полупроводниках выше определенного предела она практически перестает зависеть от температуры. Для электронов критическая концентрация имеет порядок 1025 м-3. Такие полупроводники называются вырожденными.
Зависимость концентрации носителей заряда от температуры при разном содержании примесей показана на рисунке. Увеличением концентрации примесей с низкой подвижностью в данном примесном полупроводнике можно добиться увеличения его удельного сопротивления.     

Так, используя глубокий акцептор хром можно получить арсенид галлия с удельным сопротивлением до 106 Ом.м. Такие полупроводники относятся к высокоомным компенсированным.
Зависимость удельной проводимости от температуры
Характер этой зависимости в полулогарифмических координатах показан на рисунке . В области собственной проводимости удельная продимость полупроводника зависит от температуры согласно выражению:

В области примесной электропроводности удельная проводимость определяется выражением:



Уменьшение удельной проводимости на участке 2 приведенной зависимости связано с истощением примесных уровней и рассеянием носителей на фононах (тепловых колебаниях решетки) и дефектах решетки при увеличении температуры. Приведенные уравнения можно использовать для определения ширины запрещенной зоны полупроводника.
Так, для области собственной проводимости при температурах Т1 и Т2 для удельных проводимостей  1 и  2 справедливы формулы
ln 1 = ln o -  Wo/2kT1,
ln 2 = ln o -  Wo/2kT2,
из которых получим
Wo = 2k(ln 1 - ln 2 )/(1/T2 - 1/T1).
Аналогично можно определить энергию активации на примесном участке электропроводности.


 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить