Електропровідність власних напівпровідників
 |
Електропровідність напівпровідників зручніше всього розглядати з позицій зонної теорії твердого тіла, що пояснює появу у речовині вільних носіїв заряду. Поза залежністю від будови для напівпровідників згідно цієї теорії характерна наявність не дуже широкої (не більш 3 еВ) забороненої зони на енергетичній діаграмі.
На рис. 5.1,а показана енергетична діаграма для власного напівпровідника, у якого електрони можуть надходити в зону вільних енергетичних рівнів лише з валентної зони. У валентній зоні в результаті переходу зона - зона з'являється вільний дозволений енергетичний рівень, на який можуть переходити електрони валентної зони. Вакансію для валентного електрона прийнято називати діркою. Вона переміщується в електричному полі у напрямку, протилежному переміщенню вільного електрона. Враховуючи це, у власному напівпровіднику в кожному випадку збудження водночас створюються два носії з протилежними зарядами, їх концентрації рівні одна одній: ni = pi , де ni - концентрація вільних електронів; pi – концентрація дірок. При заданих умовах (температура, освітлення) значення ni визначається природою матеріалу:
,
де NC - концентрація енергетичних рівнів для електронів у зоні провідності; ЕД - ширина забороненої зони напівпровідника; k - постійна Больцмана.
Значення питомої провідності власного напівпровідника gi визначається не лише концентрацією вільних носіїв заряду, але і їхньою рухливістю:
,де Un, Up - рухливість відповідно електронів та дірок.
Через більшу інерційність дірок електропровідність власних напівпровідників носить здебільшого електронний характер: 
. Значення рухливості носіїв заряду у власному напівпровідникові визначається їхнім розсіюванням на теплових коливаннях вузлів кристалічної решітки (фононне розсіювання), що в меншій мірі залежить від температури напівпровідника, ніж концентрація носіїв заряду. З певною точністю температурну залежність питомої провідності власного напівпровідника можна описати рівнянням
,де А- константа.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 855;