Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Положение уровня Ферми и расчет концентрации носителей
|
|
Уровень Ферми - основной параметр статистического распределения электронов и дырок. В расчетах для определения положения уровня Ферми, как правило, используют условие электронейтральности.
Для собственного полупроводника n=p.
| (2.13) |
После логарифмирования (2.13) сравнительно просто рассчитывается значение уровня Ферми:
| (2.14) |
Из выражения (2.14) следует, что при температуре абсолютного нуля уровень Ферми для собственного полупроводника располагается посередине запрещенной зоны: 
.
Для собственного полупроводника вводится понятие собственной концентрации с помощью условия ni2 = np. Откуда:
 
| (2.15) |
| (2.16) |
При расчете собственной концентрации необходимо учитывать зависимость ширины запрещенной зоны от температуры (1.17). Собственная концентрация является важным характеристическим параметром материала, поскольку для заданной температуры ni2 – величина постоянная не только для собственных, но и для легированных материалов (она не зависит от положения уровня Ферми). Значения собственной концентрации для основных полупроводниковых материалов представлены в таблице.
| Ge | Si | GaAs | |
| ni, см-3 | 2, 5ּ 1013 | 1, 6ּ 1010 | 1, 1ּ 107 |
На рис. 2.8 для Si, Ge, GaAs приведены зависимости собственной концентрации от температуры. Из (2.15) видно, что чем больше ширина запрещенной зоны, тем больше тангенс наклона прямо).
|
| Рис. 2.8 |
|
|