2. Приведем график зависимости

График 1.

3. Рассчитаем концентрацию собственных носителей заряда в полупроводниках при Т = 300 К.

Воспользуемся данными с данной таблицы

[м^-3]

Таблица 2

	Si	Ge	Sic	InSb
n, м^-3	6,76467E+15	2,28106E+19	7,668043822	1,48998E+22

4. Оценим значения собственных удельных проводимостей в этих проводниках при 300к.

_i = qn(_n + _p) [См/м]

Таблица 3

	Si	Ge	Sic	InSb
i, См/м	0,00019	2,11682	0,00000	18773,79968

5. Сравнение данных

При сравнении полученных расчетами значений _i с экспериментальными данными получаем, что:

• Для Si _i << _эксп => для Si наблюдается примесная электропроводность

• Для Ge _i << _эксп => для Si наблюдается примесная электропроводность

• Для SiC _i << _эксп => для Si наблюдается примесная электропроводность

• Для InSb _i _эксп => для Si наблюдается собственная электропроводность

Оценим, все ли примеси ионизированы в исследованном температурном интервале для полупроводников в случае если _i << _эксп , для этого сравним: kT_max и Δ

kT_max = 403 * 1,38E-23 = 0,035 [эВ]

• Для Si: 0,01эВ <0,035эВ – все примеси ионизированы

• Для Ge: 0,01эВ <0,035эВ – все примеси ионизированы

• Для SiС: 0,04эВ > 0,035эВ – не все примеси ионизированы

6. Найдем △Эпр и △э полупроводников

△Э_пр SiC: (энергия термогенерации носителей заряда, обусловленных введением примесей)

= 2∙8,617∙10^-5∙( )∙ln = 0,38 [эВ]

△Э InSb: (ширина запрещенной зоны)

2∙8,617∙10^-5∙( )∙(ln - ln ) = 0,023 [эВ]

7. Вычислим значение nэксп

Таблица 5

	Si	Ge	SiC	InSb
297	4,64035E+22	1,74718E+22	8,05994E+20	8,53965E+22
303	4,53451E+22	1,70877E+22	8,74909E+20	9,23136E+22
313	4,41684E+22	1,65449E+22	1,04522E+21	9,83075E+22
328	4,24512E+22	1,5802E+22	1,44195E+21	1,10393E+23
343	4,05003E+22	1,55473E+22	1,82365E+21	1,252E+23
358	3,8816E+22	1,58694E+22	2,19483E+21	1,39671E+23
373	3,64678E+22	1,79536E+22	2,79417E+21	1,65239E+23
383	3,57421E+22	1,96319E+22	3,45609E+21	1,67041E+23
393	3,56004E+22	2,19668E+22	4,14346E+21	1,65344E+23
403	3,43852E+22	2,5619E+22	4,67115E+21	1,91977E+23

9. Построим график зависимости концентрации примесей от

График 2.

Вывод:

В ходе данной лабораторной работы были определены температурные зависимости удельной проводимости полупроводников ln( ) (график 1) при различной температуре для всех образцов. В результате можно определить области собственной электропроводности и примесной:

	Т,К
области	Si	Ge	SiC	InSb
собственная электропроводность		328-403	373-403	383-403
примесной электропроводности	297-403	297-328	297-373	297-383

Сравнив полученные в результате расчетов значения с экспериментальными данными (табл. 1), были определены носители, характеризующие электрическую проводимость исследуемых образцов в интервале температур от до :

• для кремния, германия и карбида кремния наблюдается примесная электропроводность.

• для антимонида индия – собственная электропроводность.

Сравнив энергию ионизации примеси с энергией тепловой генерации, была оценена степень ионизации примеси в данном температурном интервале:

• полная ионизация примесей – кремний, германий.

• неполная - карбид кремния.

Была рассчитана энергия ионизации легирующих примесей для SiC

( )

Была рассчитана ширина запрещенной зоны InSb (△Э = 0.023 эВ)

Для каждого из материалов на графике 2 были определены температурные диапазоны реализации участков:

	Т,К
участки	Si	Ge	SiC	InSb
ионизация примеси			297-328	297-379
истощение примеси	297-403	297-358	328-358	379-393
собственная электропроводность		358-403	358-403	393-403