- •Презентация к курсовой работе
- •Введение
- •1. применение InSb
- •Использованные параметры
- •Общие положения о носителях заряда в полупроводниках
- •При достаточно высоких температурах количество свободных носителей заряда, обусловленных термическими переходами из валентной
- •«Зависимость концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике p-типа в широком диапазоне температур»
- •2. Расчётная часть
- •В области истощения примеси:
- •Зависимость концентрации основных носителей заряда от температуры
- •Температурная зависимость ширины запрещенной зоны и уровня Ферми
- •Заключение
- •Список использованных источников
Презентация к курсовой работе
«СТАТИСТИКА ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ»
Выполнили студенты группы 9283
Зикратова А. А., Брацышко К. Б.
Преподаватель: Егоренко А. А.
Введение
Антимонид Индия InSb- является узкозонным прямозонным полупроводником группы AIIIBV с шириной запрещённой зоны 0,17 эВ при 300 K. Нелегированный антимонид индия обладает самой высокой подвижностью электронов (около 78 000 см²/(В·с)), а также имеет самую большую длину свободного пробега электронов (до 0,7 мкм при 300 K) среди всех известных полупроводниковых материалов, за исключением, возможно, углеродных материалов
2
1. применение InSb
Антимонид индия используется в инфракрасных фотодетекторах. Обладает высокой квантовой эффективностью. Недостатком является высокая нестабильность: характеристики детектора, как правило, дрейфуют во времени. Из-за узости запрещенной зоны, детекторы, в которых, в качестве полупроводникового материала применяется антимонид индия, требуют глубокое охлаждение, так как они могут работать только при криогенных температурах (как правило, 77 K — температура кипения азота при атмосферном давлении). Антимонид индия применяется для изготовления туннельных диодов: по сравнению с германиевыми, диоды из антимонида индия обладают лучшими частотными свойствам при низких температурах. Антимонид индия используют для изготовления фотоэлементов высокой чувствительности, датчиков Холла, оптических фильтров, термоэлектрических генераторов и холодильников.
3
Использованные параметры
|
|
|
Таблица 1 - Данные к расчёту температурных зависимостей для InSb |
|||||||
m* |
/m |
m* |
/m |
q, Кл |
h, Дж * с |
m0, кг |
k1, эВ/К |
k2, Дж/К |
|
|
Nc |
0 |
Nv |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0,013 |
0,4 |
1,9 * 10-19 |
6,626 * 10-34 |
9,109 * 10-31 |
8,617 * 10-5 |
1,38 * 10-23 |
|
|
4
Общие положения о носителях заряда в полупроводниках
Количество электронов, дырок и заряженных дефектов в полупроводнике должно удовлетворять условию электронейтральности:
Количество ионизированных доноров:
Количество ионизированных акцепторов:
В случае некомпенсированного полупроводника, когда присутствует примесь только одного типа:
Начиная с низких температур при повышении температуры доля ионизированных примесных центров возрастает; при некоторой температуре будет достигнуто состояние истощения:
5
При достаточно высоких температурах количество свободных носителей заряда, обусловленных термическими переходами из валентной зоны в зону проводимости, станет превышать количество примесных центров. Концентрация свободных носителей заряда оказывается независящей от концентрации примесей:
При некоторой температуре количество неосновных носителей сравнивается с количеством основных, и полупроводник становится собственным.
Приближение для переходных областей температур:
При высоких температурах, наоборот, нельзя пренебрегать свободными носителями заряда, но можно считать, что примеси полностью ионизированы:
0 − 0 = −
6
«Зависимость концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике p-типа в широком диапазоне температур»
1 – участок ионизации примесей,
2 – участок истощения примеси,
3 – участок собственной проводимости
7
2. Расчётная часть
Уравнение электронейтральности для проводника p-типа проводимости:
При наличии компенсирующей примеси: При высоких температурах:
8
В области истощения примеси:
Уравнения для расчёта концентраций основных носителей заряда: Для примесной области и области истощения:
Для собственной области и области истощения:
9
Зависимость концентрации основных носителей заряда от температуры
По представленному графику можно сказать, что участок ионизации примеси переходит в участок истощения очень плавно
10