Охарактеризуйте электропроводность примесных полупроводников.

Температурная зависимость электропроводности невырожденных примесных полупроводников, как и собственных, определяется температурной зависимостью концентрации носителей. Типичная кривая температурной зависимости электропроводности имеет три характерных участка (рис. 3.4). Участок ав простирается от области низких температур до температуры истощения примеси Т_И. Как известно, концентрация носителей в этой области описывается выражением: .(3.5.1)

Подвижность носителей в этой области температур определяется расстоянием на примесях и пропорциональна T^3/2.

Тогда ,(3.5.2)

где - коэффициент, слабо зависящий от температуры (по сравнению с экспоненциальной зависимостью).

Тангенс угла наклона участка ab равен: (3.5.3)

т.е. пропорционален энергии ионизации донорных уровней. На участке ab проводимость полупроводника определяется появлением примесных носителей, возникающих вследствие ионизации примесных атомов.

При температуре истощения примесей T_И участок аb переходит в участок bс, на котором все примесные атомы ионизированы, но еще не происходит теплового возбуждения собственных носителей. На этом участке концентрация носителей практически постоянна и равна концентрации примеси: n»N_D, поэтому температурная зависимость электропроводности определяется температурной зависимостью подвижности. Если в области температур от T_И до T_C основным механизмом рассеяния является рассеяние на тепловых колебаниях решетки, для которого подвижность носителей пропорциональна T^-3/2, то проводимость на участке bс будет падать с ростом температуры. Если же на участке bс основным механизмом рассеяния является рассеяние на примесях, т.е. m~T^3/2, то электропроводность будет возрастать с ростом Т.

При температуре T_C участок bс переходит в участок сd - соответствующий собственной проводимости. На участке сd концентрация носителей приблизительно равна концентрации собственных носителей. Проводимость на этом участке определяется выражением (3.5.4)

Тангенс угла наклона участка сd пропорционален ширине запрещенной зоны.

Приведите уравнение токов в полупроводниках.

Ток носителей одного вида в полупроводнике равен сумме диффузионного и дрейфового тока:

Если рассматривать токи в каком либо одном направлении, то уравнения (3.6.5), (3.6.6) можно переписать в виде:

Полная плотность тока равна:

Направления токов определяют обычно в зависимости от направления градиентов потенциала j и концентраций. Знаки токов учитывают при записи уравнений.