У

Рисунок 4.1

Энергетическая диаграмма чистого полупроводника.

словия собственной электропроводности n_0i=p_0i.

n_0i – концентрация электронов в 1м³.

р_0i – концентрация дырок в 1м³.

i – intrisis (собственный).

, где k – постоянная Больцмана; T – температура полупроводника; ΔW – энергия активации (ширина запрещённой зоны).

γ_i=n_0ieU_n+p_0ieU_p=n_0ie(U_n+U_p).

– подвижность электронов.

– подвижность дырок.

V_n, V_p – скорость электронов и дырок соответственно; Е – напряжённость электрического поля.

для различных полупроводников, т.е. U_n>>U_p, т.о. γ_i=f(ΔW,U_n,U_p,T); .

4. Примесная электропроводность.

Примесная электропроводность полупроводников является основной в устройствах с p-n переходами (диодах, транзисторах, тиристорах и т.д.).

П

Рисунок 4.20

Структурная схема чистого кремния.

ервоначально с повышением температуры проявляется Примесная электропроводность, т.к. ΔW_п<<ΔW – т.е для примесной электропроводности требуется значительно меньшая температура и другая энергия.

Максимальная температура, при которой ещё не проявляется собственная проводимость, называется максимально допустимой. При Т>T_доп происходит тепловой пробой p-n перехода.

Примесь n-типа создаётся введением примеси, валентность которой на единицу больше валентности основного полупроводника.

Примесь р-типа создаётся введением примеси, валентность которой на единицу меньше валентности основного полупроводника.

Допустимая температура p-n перехода. Таблица 4.3

Полу­проводник	ΔW, эВ	Тдоп, ˚С	Т Iпр, A пл, ˚С
Ge	0,72	70	914
Si	1,12	200	1414
GaAs	1,43	350	1600
SiC	3	600	1700

Рисунок 4.7

Вольт-Амперная характеристика p-n переходва .

Основные и неосновные носители заряда. Таблица 4.4

Область	Основные носители	Неосновные носители
p	p	n
n	n	p

I_обр – обратный ток (при закрытом p-n переходе) создаётся неосновными носителями заряда.

I_пр>10³∙I_обр для доброкачественных диодов.

5. Полупроводниковые материалы.

Полупроводниковые материалы:

• Полупроводниковые элементы (B, Si, Ge, Se, Te, S, Sb, As, In).

• Полупроводниковые химические соединения (сульфиды PbS и др, теллуриды, селениды, InSb, GaAs, SiC).

• Полупроводниковые комплексы (SiC+C и др.).

• Жидкие полупроводники.

5. Проводниковые материалы.

   1. Характерные особенности.

К характерным особенностям проводников относится электронная проводимость – ΔW=0 – все электроны свободны. ρ_пр=10^-8..10^-5 Ом∙м.

2. Области применения проводников.

Проводники высокой проводимости(ρ<0,05∙10^-6 Ом∙м.): провода (обмоточные, монтажные, жилы кабелей и др.).

Проводники высокого сопротивления(ρ>0,3∙10^-6 Ом∙м): резисторы, реостаты, добавочные сопротивления, шунты, нагреваемые элементы и др.).

Конструкционные материалы: Ag, Cu+Ag, Co+Ag, и др.

Термопары: константан, Cu+Ni, Pt, Rb и др.

Тугоплавкие материалы: W, Mo и др.

Тензоматериалы: сплавы никеля.