Промежуток времени, прошедший с момента генерации частицы, до ее рекомбинации называют временем жизни, а расстояние, пройденное частицей за время жизни - диффузионной длиной. Так как время жизни каждого из носителей различно, для однозначной характеристики ПП под временем жизни чаще всего понимают среднее время жизни, а под диффузионной длиной - среднее расстояние, которое проходит носитель за время жизни.
Диффузионная длина и время жизни ni и pi связаны соотношением:
;
,
где Ln, Lp-диффузионная длина;
tn, tp время жизни;
Dn, Dp - коэффициент диффузии.
Удельная проводимость ПП:
s=1/r=I/E=enmn=epmр
где р - удельное сопротивление ПП.
Собственная проводимость при Т=300К ничтожно мала, так как малая концентрация носителей и постоянная при заданной температуре .
Чтобы увеличить электропроводность ПП при заданной температуре надо ввести примесь.
Проводимость, вызванная наличием в кристалле ПП примесей атомов с иной валентностью, называется примесной.
Примеси, вызывающие в ПП увеличение свободных электронов называют донорами
(это в основном элементы As, Sb, P), а вызывающее увеличение дырок - акцепторами
(Al, In, B).
Особенности ПП с электронной проводимостью.
Если ввести атом вещества, имеющий пять валентных электронов, то четыре электрона вступают в связь с атомами например, германия, а пятый остается лишним и при Т=300 градусов становится свободным.
Для того чтобы примесная проводимость преобладала над собственной (ni), надо вводить примесь порядка Nд = 1016см-3. Такой кристалл с электронной проводимостью обозначают на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 - ПП с электронной проводимостью
Рисунок 5.3 - Электрическая диаграмма и графики Ферми-Дирака для ПП с электронной проводимостью
Атомы примеси отдают энергию уровнями больше чем уровни собственного ПП, поэтому уровни донора расположены вблизи зоны проводимости ПП на уровне ΔWn=0.05эВ. Так как при Т=300 градусов сообщается ΔW=0.026Эв, то все электроны с примесного уровня переходят в зону проводимости ПП. Поэтому кривая распределения Ферми-Дирака и уровень Ферми Wf смещаются вверх, что увеличивает количество свободных электронов в ПП.
Особенности ПП с дырочной проводимостью.
Рисунок 5.4 - Кристалл с акцепторной примесью
Валентные электроны атомов акцепторной примеси расположены на энергетическом уровне, находящегося в непосредственной близости от зоны валентных электронов собственного ПП.
Рисунок 5.5 - Энергетическая диаграмма и графики Ферми-Дирака
Валентные электроны ПП легко переходят на примесные уровни акцептора, следовательно, в валентной зоне ПП появляется большое число дырок. Они будут заполняться другими электронами валентной зоны, на месте которых образуются новые дырки, и т.д. Появляется возможность последовательного смещения электронов в валентной зоне, что обуславливает повышение проводимости. Кривая Ферми-Дирака и уровень Ферми смещаются вниз.
Ошибки позиционирования GPS-приемников в условиях полярных геомагнитных возмущений
Определение своего положения с помощью GPS навигатора,
отдельного прибора, или устройства, встроенного в карманный компьютер или
сотовый тел ...
Оборудование аудио и видео
Сейчас
весь мир пользуется множеством различных устройств, в разных сферах индустрии.
Прогресс не стоит на месте, каждый год, месяц появляются различны ...
Построение телефонной сети малого предприятия на программной АТС Asterisc
В настоящее время телекоммуникационные технологии находятся на столь высоком
уровне развития, что внедряются абсолютно в любые устройства, начи ...