Реферат на тему:
Енергетичний спектр електронів у напівпровідниках
Електрони та дірки в напівпровідниках
Під дією тепла або світла електрони можуть переходити з валентної зони в
зону провідності. Вихід електрона викличе утворення дірки, яка повинна
володіти додатнім зарядом, оскільки електрон виніс від’ємний заряд і
локальна електронейтральність порушилась. Сусідні валентніе електрони
можуть заповнювати дірку і, таким чином, вона може перемещуватися
кристалом, залишаючись у валентній зоні. Переміщення дірок буде
створювати електричний струм.
Ідеальний напівпровідник, в якому відутні домішки та дефекти,
називаеться власним. У власному напівпровіднику концентрація електронів
рівна концентрації дірок.
На енергетичному рівні в дозволеній зоні можуть знаходитись або
електрон, або дірка. Тому для ймовірності знаходження дірки на заданому
рівні можна записати fp(E)= 1 – f(E), де f(E) – ймовірність знаходження
на цьому рівні електрона. При цьому, отримуючи енергію, дірка
перемещується в глибину валентної зони.
Якщо E-F значно більше kT, то замість статистики Фермі-Дірака для
розрахунку ймовірності заповнення енергетичних станів можна скористатись
статистикой Больцмана:
^`bc
¤
`d¤
?????????&?Кількість вільних електронів та дірок відповідно в зоні
провідності та валентній зоні можна обчислити, провівши інтегрування
f(E)Nc(E) та fp(E)Nv відповідними зонами:
Використовуючи ці співвідношення, з умови електронейтральності можна
обчислити положення рівня Фермі. Дійсно:
звідки:
Тобто для власного напівпровідника рівень Фермі лежить приблизно
посередині забороненої зони та при підвищенні температури він поступово
зміщується к тієї зони, для якої ефективна маса носіїв заряду менша.
Використана література:
Основы промышленной электроники/ Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая
школа, 1978.
Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной
электроники. -М.: Высшая школа, 1975.
Миклашевский С.П. Промышленная электроника. -М.: Высшая школа, 1973.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. – М.: Высшая
школа, 1988.
Основы промышленной электроники/Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: высшая
школа, 1982.
Гершунский В.С. Основы электроники. – К.: Вища школа, головн. из-во,
1982.
Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.:Энергоатомиздат, 1985.
Нагорский В.Д. Электроника и электрооборудование. – М.: Высшая школа,
1986.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter