Читайте также:
|
|
5.3.1. Подвижность носителей заряда. На подвижность носителей заряда влияют два физических фактора:
О тепловые колебания атомов кристаллической решетки (рассеяние на тепловых колебаниях атомов кристаллической решетки);
2) электрическое поле ионизированных примесей (рассеяние на ионах примесей).
При
кТ J Л кТ \ |
Ec_-Eh. кТ |
больших температурах (и малых концентрациях приме- сей) преобладает рассеяние на тепловых колебаниях атомов кристал
лической решетки (Lattice), поэтому с увеличением температуры подвижность носителей уменьшается:
(5.12 |
\1--\'2<ХЗ |
I I I I -50 0 +50 +100 150 |
ч с
Т,
Дс = Им
где pfl - подвижность при заданной (комнатной) температу ре; показатель С = от 1,66 до 2,42 зависит от материала полупроводника.
V3 >1:2 >У! |
т СО
Рис. 5.1. Температурная зависимость подвижности
В диапазоне малых температур с уменьшением температу ры уменьшаются тепловые скорости носителей заряда, что увеличивает длительность воздействия электрического поля иона и усиливается процесс рассеяния. Поэтому в диапазоне малых температур с уменьшением температуры подвижность также уменьшается:
(5.13) |
з
И, = И,-о
Наличие двух процессов рассеяния приводит к следующему выражению для подвижности:
I 1 1
_ = — + —. (5.141
Ц At Ц, *
Зависимость подвижности от температуры приведена из рис. 5.1. Результирующая подвижность близка к меньшей из составляющих. В диапазоне температур от - 60 до +120° С подвижность изменяется в 4 - 5 раз.
При увеличении концентрации примеси N увеличивается рас* сеяние на ионах примесей, подвижность уменьшается. Однако в диапазоне высоких температур преобладающим механизмом рассеян11)1
носителей (даже при высокой концентрации примсссй) остается рассеяние на тепловых колебаниях атомов решетки, поэтому кривые температурной зависимости практически совпадают при различных концентрациях примесей.
5.3.2. Электропроводность полупроводников. Удельная проводимость полупроводника пропорциональна концентрации носителей заряда и их подвижности: а = q ■ («ц„ + рцД
Концентрация носителей заряда зависит от температуры по экспоненциальному закону (4.4, 4.5), а подвижность - по степенному закону (5.12, 5.13), т.е. более слабо.
Рассмотрим температурные зависимости для полупроводника п-типа(рис. 5.2.). На графике можно выделить три области.
Область 1 - область высоких температур. При Г>Т1ША проводимость определяется концентрацией собственных носителей заряда. С увеличением температуры проводимость увеличивается по закону, близкому к экспоненциальному, который определяется температурной зависимостью собственной концентрации (4.8). В этой области подвижность убывает с ростом температуры по степенному закону, т.е. слабее, чем растет концентрация.
Область II. При Т < Ттлх проводимость определяется концентр^ цией примесных носителей заряда: ст = q ■ п - ця ж q - Nd ■ jxb, так как все примеси ионизированы, а концентрация собственных носителей еще мала ni «Nd. В этой области температурная зависимость пронодц. мости связана с изменением подвижности, которая убывает с росю\., температуры.
Область III - область низких температур, выходящих за рабочий диапазон. Удельная проводимость убывает при уменьшении темпера, туры, что обусловлено снижением подвижность из-за влияния пр^. месного рассеяния и уменьшением концентрации носителей вел едет, вие неполной ионизации примесей.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 61 | Нарушение авторских прав