Лекция 4. Статистика электронов и дырок в полупроводниках Тепловое возбуждение носителей заряда. Собственные и примесные полупроводники. Распределение.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Лекция 6. Кинетические явления в полупроводниках Применимость зонной теории в слабых электрических полях. Приближение эффективной массы. Блоховские колебания.
Advertisements

Концентрация носителей заряда в собственных полупроводниках.
Лекция 5. Примеси в полупроводниках. Появление состояний в запрещённой зоне при введении примесей. Доноры и акцепторы. Мелкие или водородоподобные примеси.
Генерация и рекомбинация Генерация – явление возбуждения электрона из V-зоны или примесного уровня, сопровождающееся появлением дырки. Темп генерации обозначается.
0 «Три вещи» для запоминания прямо сейчас Микроскопическое выражение для плотности тока Закон Ома в дифференциальной форме.
Электрическая проводимость полупроводников при наличии примесей. Выполнила ученица 10 класса МОУ СОШ 15 Комарова Анастасия.
Электрофизические свойства полупроводников Лектор – профессор кафедры Электроника Абдуллаев Ахмед Маллаевич Кафедра находится в комнате 323. Лекция 1.
Отличия квантовой статистики от классической Состояния, попадающие в ячейку фазового пространства размером dxdydzdp x dp y dp z < h 3 неразличимы Принцип.
Полупроводниковыми или электропреобразовательными называются приборы, действие которых основано на использовании свойств полупроводников. K полупроводникам.
ПОЛУПРОВОДНИКИ Собственная и примесная проводимость.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КРИСТАЛЛЫ Физика конденсированного состояния.
Отступление 1. (Короткий экскурс в физику твердого тела) Некоторые представления физики твердого тела Лекции по дисциплине «Основы анализа поверхности.
Полупроводники Зависимость сопротивления полупроводников от температуры Электронная и дырочная электропроводность Собственная и примесная проводимости.
Полупроводники – это вещества, у которых удельное сопротивление с увеличением температуры не растет, как у металлов, а, наоборот, чрезвычайно резко уменьшается.
Лекция 3: Элементы зонной теории твердого тела Разрешённые и запрещённые по энергии зоны в кристаллах. Расщепление атомных уровней в зоны. Металлы, диэлектрики.
Мы как бы снова возвращаемся в начало: всё из частиц, и вещество, и излучение 1 Вещество: протоны, нейтроны, электроны... Л.13 Фермионы и бозоны Основные.
Электрический ток в полупроводниках.
Модель свободных электронов, также известна как модель Зоммерфельда или модель Друде-Зоммерфельда, простая квантовая модель поведения валентных электронов.
Электрический ток в полупроводниках. Разные вещества имеют различные электрические свойства, по электрической проводимости их можно разделить на 3 основные.
Рассмотрим куб размером L. В трехмерном случае на волновую функцию накладываются требования: она должна быть периодической с периодом L. Это будет выполнено.
Транксрипт:

Лекция 4. Статистика электронов и дырок в полупроводниках Тепловое возбуждение носителей заряда. Собственные и примесные полупроводники. Распределение Ферми-Дирака. Уровень Ферми. Невырожденные, вырожденные и сильно вырожденные полупроводники. Плотность состояний в особых точках зоны Бриллюэна. Эффективная масса плотности состояний. Эффективная плотность состояний в зоне проводимости и в валентной зоне. Проблема очистки полупроводников.

Собственные полупроводники Eg, eVT o, Ke -Eg/kTr Ge * Si * GaAs * Темп генерации электронов в ед. объеме Темп рекомбинации электронов в ед. объеме В собственном полупроводнике Для кремния A 2*10 19 см -3.

Примесные полупроводники Темп генерации электронов в ед. объеме Темп рекомбинации электронов определяется рекомбинацией на ионизованных донорах. N D + n d В полупроводнике n-типа «Donare» - отдавать, дарить, жертвовать. Например элемент V группы (мышьяк) в кремнии. Рассмотрим случай, когда концентрация доноров много больше концентрации собственных электронов. Темп генерации дырок примерно тот же, что и для собственного полупроводника, а вот рекомбинируют они гораздо чаще (так как электронов больше, значит

Распределение Ферми-Дирака. Уровень Ферми. - вероятность заполнения электроном состояния с заданной энергией (число заполнения), а - электрохимический потенциал, называемый также уровень Ферми (обозначается также f ). Пусть для уровня энергии i существует g i возможных состояний, n i из которых заняты, а (g i -n i ) свободны. Для фермионов число распределений будет равно: Ищем минимум свободной энергии, где энтропия S определяется как натуральный логарифм из возможного числа состояний, воспользовавшись формулой Стирлинга получаем распределение Ферми-Дирака:

Плотность состояний в долинах. Эффективная масса плотности состояний. Эффективная плотность состояний в зоне проводимости и в валентной зоне. - число состояний для фермионов в фазовом объёме с учётом спина - плотность состояний - количество электронов в зоне проводимости -эффективная плотность состояний, нужно ещё учесть количество долин!!! - табличный интеграл

Положение уровня Ферми от температуры в собственном полупроводнике. Проблема очистки п/п. Eg, eVT o, Ke -Eg/kTr n i, см -3 Ge * *10 13 Si * *10 10 GaAs * *10 7 Общепринято отсчитывать энергию от потолка валентной зоны.