2.4. Зависимость концентрации носителей заряда от температуры
Для собственного полупроводника концентрация свободных носителей в зависимости от температуры определяется выражением
N=А·е-Wо/(2kT),(2.8)
где n—концентрация носителей заряда;
Δ Wo —ширина запрещенной зоны; k—постоянная Больцмана;
А — константа, зависящая от температуры;
е — основание натуральных логарифмов.
Для примесных полупроводников
n1=Ве-Wn/(2kT) (2.9)
гдеWn —энергия ионизации примеси;
В—константа, не зависящая от температуры. Концентрация носителей заряда в полупроводниках при увеличении определенного предела практически перестает зависеть от температуры. Для электронов критическая концентрация имеет порядок 1025м-3. Такие полупроводники называются вырожденными. Зависимость концентрации носителей от температуры при разном содержании примесей показана на рис. 2.6.
рис. 2.6
Увеличением концентрации примесей с низкой подвижностью в данном примесном полупроводнике можно добиться увеличения его удельного сопротивления. Так, используя глубокий акцептор хром можно получить арсенид галлия с удельным сопротивлением до 106Ом·м. Такие полупроводники относятся квысокоомным компенсированным полупроводникам.
2.5.Зависимомсть удельной проводимости от температуры. Характер этой зависимости в полулогарифмических координатах показан на рис. 2.7
рис. 2.7
В области собственной электропроводности удельная проводимость полупроводника зависит от температуры согласно выражению
γ=γо·е-Wо/2кТ, в области примесной электропроводности – удельная проводимость определяется выражением 'п=1·е-Wn/2кТ. Уменьшение удельной проводимости на участке 2 приведенной зависимости связано с истощением примесных уровней и рассеянием носителей на фононах (тепловых колебаниях решетки) и дефектах решетки при увеличении температуры. Приведенные уравнения можно использовать для определения ширины запрещенной зоны полупроводника. Так, для области собственной проводимости при температурах Т1 и Т2
In1=lno-Wo/(2kT1),откуда получаем
Wo=2k(ln1 - lп2)/(1/Т2-1/Т1]) (2.10)
Аналогично можно определить энергию активации на примесном участке электропроводности.
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Предисловие.
- Введение
- Руководство по изучению дисциплины
- Проводники
- 1.2. Теплопроводность металлов
- 1.3. Термоэлектродвижущая сила
- 1.4. Зависимость удельного электрического сопротивления металлов от температуры
- 1.5. Электрические характеристики сплавов
- 1.6. Классификация проводниковых материалов
- 1.7. Материалы высокой проводимости
- 1.8. Сплавы высокого сопротивления
- 1.9. Контактные материалы
- 1.10. Сверхпроводники
- 1.11. Высокотемпературные сверхпроводники (втсп)
- 1.12. Криопроводники
- Контрольные вопросы по теме: «Проводниковые материалы».
- Проводниковые материалы
- Полупроводники
- 2.1. Определение и классификация
- 2.2. Основные параметры полупроводников.
- 2.3. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры
- 2.4. Зависимость концентрации носителей заряда от температуры
- 2.6. Время жизни носителей и диффузионная длина
- 2.7. Основные эффекты в полупроводниках и их применение
- 2.8. Полупроводниковые материалы
- Контрольные вопросы к разделу Полупроводниковые материалы
- А) Равна подвижности дырок
- А) Температурой
- А) Простыми органическими п/п материалами
- А) Поликристаллический кремний
- Задачи и упражнения к разделу Полупроводники
- Введение
- 3.1 Поляризация диэлектриков
- 3.1.1 Определение поляризации
- 3.1.2 Диэлектрическая проницаемость
- 3.1.3 Классификация диэлектриков на линейные и нелинейные
- 3.1.4 Диэлектрики полярные, неполярные и с ионной структурой
- Метан сн4
- 3.1.5 Электронная поляризация
- 3.1.6 Ионная поляризация
- 3.1.7 Релаксационные виды поляризации
- 3.1.8 Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры, давления, влажности, напряжения
- Влияние давления на ε учитывается барическим коэффициентом ε
- 3.1.9 Диэлектрическая проницаемость смесей
- 3.2 Электропроводность диэлектриков
- 3.2.1 Зависимость тока от времени приложения постоянного напряжения
- 3.2.2 Токи абсорбции
- 3.2.3 Общее выражение для удельной объемной электропроводности
- С учетом (3.2.4) получим
- 3.2.4 Поверхностное сопротивление твердых диэлектриков
- 3.2.5 Электропроводность газообразных диэлектриков
- 3.2.6 Электропроводность жидких диэлектриков
- 3.2.7 Электропроводность твердых диэлектриков
- 3.2.8 Зависимость удельной электропроводности от напряженности электрического поля
- 3.3 Диэлектрические потери
- 3.3.1 Определения
- 3.3.2 Полные и удельные диэлектрические потери
- 3.3.3 Потери на электропроводность
- 3.3.4. Релаксационные потери
- 3.3.5. Диэлектрические потери полимеров
- 3.3.6. Диэлектрические потери неорганических диэлектриков
- 3.3.7. Диэлектрические потери в неоднородных диэлектриках
- 3.4. Электрическая прочность диэлектриков
- 3.4.1 Пробивное напряжение и электрическая прочность
- 3.4.2 Электротепловой пробой
- 3.4.3. Пробой газообразных диэлектриков
- 3.4.4. Пробой жидких диэлектриков
- 3.4.5. Пробой твердых диэлектриков
- 3.5. Механические, термические и физико-химические свойства диэлектриков
- 3.6. Газообразные диэлектрики
- 3.7. Жидкие диэлектрики
- 3.8. Полимеры. Общие свойства
- 3.9. Синтетические полимеры
- 3.10. Пластмассы и пленочные материалы
- 3.11. Стекло и керамика
- 3.12. Лаки, эмали, компаунды
- 3.13. Слюда и слюдяные материалы
- 3.14. Активные диэлектрики
- Задачи и упражнения к разделу Диэлектрические материалы
- Консультация Напомним, что поляризованность есть электрический момент единицы объема
- Ответ: 0.025 нм
- 4. Магнитные материалы
- 4.1. Магнитные характеристики
- 4.2. Классификация веществ по магнитным свойствам
- 4.3. Природа ферромагнетизма
- 4.4. Доменная структура
- 4.5. Намагничивание магнитных материалов. Кривая намагничивания
- 4.6. Магнитный гистерезис
- 4.7. Структура ферромагнетиков
- 4.8. Магнитострикционная деформация
- 4.9. Магнитная проницаемость
- 4.10. Потери в магнитных материалах
- 4.11. Электрические свойства магнитных материалов
- 4.12. Классификация магнитных материалов
- 4.13. Основные параметры магнитотвердых материалов
- 4.14. Магнитомягкие материалы
- Тема 8. Магнито диэлектрики (мд)
- 4.14.1. Технически чистое железо
- 4.14.2. Электротехнические стали
- 4.14.3. Пермаллои
- 4.14.4. Альсиферы
- 4.14.5. Магнитомягкие ферриты.
- 4.14.6. Специальные магнитные материалы
- 14.4.7. Аморфные магнитные материалы (амм)
- 4.14.8. Магнито диэлектрики (мд)
- 4.15. Магнитотвердые материалы
- Тема 1. Сплавы на основе железа. Тема 2. Металлокерамические магниты Тема 3. Магнитотвердые ферриты Тема 4. Сплавы на основе редкоземельных металлов (рзм)
- 4.15.1. Сплавы на основе железа—никеля—алюминия
- 4.15.2. Металлокерамические магниты
- 4.15.3. Магнитотвердые ферриты
- 4.15.4. Сплавы на основе редкоземельных металлов (рзм)
- Контрольные вопросы к разделу «Магнитные материалы»
- А) температуру, при которой значение минимально;
- Задачи и упражнения к разделу “Магнитные материалы“
- Термины и определения Термины, использованные в эу в соответствии с госТом 22622 – 77
- Основные государственные стандарты на электротехнические материалы *
- Предметный указатель
- А люминий –15
- Литература.
- Содержание