Удельное сопротивление твердых тел

1. Удельное сопротивление твердых тел

• Металл (проводник)
4
меньше 10 Ом•см.
• Полупроводник
от 10 4 до 1010 Ом•см.
• Диэлектрик
10
больше 10 Ом•см.
Проводимость

2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

сильная зависимость электропроводности от
внешних факторов:
- концентрация примесей;
- температура;
- освещенность;
- ионизирующее излучение.

3. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

• Изолированный атом обладает дискретным
энергетическим спектром.
• В твердом теле при образовании
кристаллической решетки происходит
расщепление одиночных энергетических
уровней отдельных атомов, и образуются так
называемые энергетические зоны.

4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ

5. Энергетические диаграммы

• Ширина запрещенной зоны для
большинства п/проводников от 0,1 - 3 эВ,
больше 3 эВ для диэлектриков.

6. МАТЕРИАЛЫ

• Германий (Ge)
• Кремний (Si)
• Селен (Se)
• Теллур (Te)
• Арсенид галлия (GaAs)
• Арсенид индия (InAs)
• Фосфид галлия (GaP)
• Корбит кремния (SiC)
• и т.д.

7. СОБСТВЕННЫЕ П/П

• полупроводник без примеси.
• При Т = 0 валентная зона является полностью
заполненной, зона проводимости пустая, и
проводимость материала отсутствует.
• Если Т ≠ 0, то часть электронов будет обладать
энергией, достаточной для перехода из ВЗ в ЗП.
• Уход электрона из ВЗ приводит к образованию
там незаполненного энергетического уровня,
который называется дыркой.

8.

Если Т ≠ 0

9.

• Процесс образования пар "электрон–дырка" называется
генерацией свободных носителей заряда.
• Их количество тем выше, чем выше Т и меньше ширина ЗЗ.

10.

• При рекомбинации электрон и дырка исчезают,
и восстанавливается химическая связь.

11.

В равновесном состоянии процессы генерации и
рекомбинации существуют одновременно, и в
результате концентрация свободных электронов в
собственном полупроводнике всегда равна
концентрации дырок.