Головна Головна -> Реферати українською -> Технічні науки -> Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу . Електропровідність легованих кристалів.

Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу . Електропровідність легованих кристалів.

Назва:
Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу . Електропровідність легованих кристалів.
Тип:
Реферат
Мова:
Українська
Розмiр:
3,52 KB
Завантажень:
154
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 
Реферат на тему:
Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу . Електропровідність легованих кристалів.


Наявність в кристалі домішок та дефекті викликає появу в забороненій зоні енергетичних рівнів, положення яких залежить від типі домішки чи дефекту. Для управління електричними властивостями напівпровідників у них спеціально вводять домішки (легують). Так, введення в елементарний напівпровідник IV групи періодичної системи елементів, наприклад Si, домішки елементів V групи (донорів) викликає появу додаткових електронів і, відповідно, домінуванню електронної провідності (n - тип), введення елементів III групи, викликає появу додатковихх дірок (p-тип).

Рис. 9. Схема утворення вільного електрона та зарядженого донорного атома при легуванні Si елементами V групи періодичної системи.
На рис. 9 показано схему кристаллу Si, в який введено фосфор (V група). Елемент V групи має 5 валентних електронів, чотири з них утворюють зв'язки із сусідніми атомами Si, п'ятий електрон зв'язаний тыльки з атомом домішки і цей зв'язок слабший від решти, тому при нагріеванні кристалу цей електрон відриваеться першим, при цьому атом фосфора отримує додатній заряд, стаючи іоном. Енергія іонізації донорів, як правило, не є великою (0.005 - 0.01еВ) і при кімнатній температурі вони практично усі віддають свої електрони. При цьому концентрація електронів, що з'явилися за рахунок іонізації донорів приблизно дорівнює концентрації введених атомів домішки та значно перевищує власну концентрацію електронів та дірок n>>ni, тому такі матеріали і називають електронними матеріалами (n-тип).
Уведення донорної домішки викликає збільшення концентрації електронів і, відповідно, зміщенню рівня Фермі до зони провідності (чим він ближче до неї, тем більша концентрація електронів). При цьому у відповідності до (16) концентрація дірок зменшується. Действительно, використовуючи (14) та (18) отримаємо для області спустошення домішки:
(20)
Дійсно, згідноно (18), чим є більшим Nd, тим менша віддаль між рівнем Фермі та зоною провідності.

Рис. 10. Схема утворення вільної дірки та зарядженого акцепторного атома при легуванні Si елементами III групи періодичної системи
Розглянемо, що відбувається при введенні в той ж Si елемента III групи, наприклад B. Елемент III групи має 3 валентних електрони, які утворюють зв'язки із сусідніми атомами Si, четвертий зв'язок може утворюватись, якщо до атому B перейде ще один електрон від одного з його найближчих сусідів, див. рис. 10. Енергія такого переходу не є великою, тому у відповідного приймаючого (акцепторного) електрона енергетичний рівень розміщений поблизу валентної зони. При цьому атом бора іонізується, заряджуючись від'ємно, а в тому меці звідки пішов електрон утворюється додатньо заряджена дірка, яка може брати участь у перенесенні заряду.
Кількість дірок, які з'явилися додатково, приблизно відповідає кількості введених акцепторних атомів і, як правило, значно перевищує кількість електронів, що виникають за рахунок переходів з валентної зони, тому матеріал, який легований акцепторною домішкою є дірковим (p-тип).
Уведення акцепторної домішки викликає збільшення концентрації дірок і, відповідно, зміщення рівня Фермі до валентної зони (чим він ближче до неї, тим більша концентрація дірок). При цьому, у відповідності до (18), концентрація електронів зменшується. Дійсно, використовуючи (17) та (20) отримаємо для області спустошення домішки:
(19)
Згідно (19), чим більше Na, тим менша віддаль між рівнем Фермі та зоною провідності.
Електропровідність легованих кристалів.
Уведення леуючої домішки викликає не тільки изміну електропровідності кристалів у результаті появи додаткових носіїв заряду, але і до зміни характеру залежності електропровідності від температури. Електропровідність у загальному випадку залежить від концентрації електронів та дірок і їх рухливості. При цьому від температури залежать як рухливості електронів та дірок, так і їх концентрації. Розглянемо це питання конкретніше.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 



Реферат на тему: Легування кристалів донорною або акцепторною домішкою, напівпровідники "n" та "p" типу . Електропровідність легованих кристалів.

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок