Материаловедение

Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу Материаловедение

Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .

Страницы: 1 2 3... 342 343 344 345 346 347 348... 382 383 384

	 Материалы с особыми электрическими свойствами 345 присутствием примесей в полупроводнике, называется примесной. Примеси элементов V группы в германии и кремнии определяют электронный тип проводимости, так как отдают в валентную зону кристалла полупроводника четыре электрона, а пятый становится носителем электрического тока. Такие примеси назы­вают донорными. Для германия ими являются мышьяк и сурьма, а для кремния — фосфор и мышьяк. Полупроводники, в ко­торых преобладают донорные примеси, назы­ваются электронными или п-типа. Примеси элементов III группы обусловли­вают дырочный тип проводимости, так как отдают в валентную зону кристалла полу­проводника только три электрона. В кри­сталле образуются незаполненные свя­зи-«дырки», что вызывает ряд последова­тельных перемещений соседних электронов. В результате дырка перемещается подобно положительному заряду. Такие примеси на­зывают акцепторными. Для германия ими служат галлий и индий, для кремния-бор и алюминий. Полупроводники с преоблада­нием акцепторных примесей называются ды­рочными или р-типа. Примеси резко изменяют собственную проводимость полупроводника. Потенциал ионизации у примесей меньше, чем у полу­проводников, поэтому уже при температуре 20-25 °С практически все атомы примесей ионизированы. Благодаря этому концентра­ция примесных носителей электрического то­ка обычно выше концентрации собственных носителей. При содержании 1020 атомов при­месей в 1 м3 полупроводника, что составляет всего 10~7%, собственное удельное электри­ческое сопротивление германия снижается от 0,5 до 0,15 Ом-м (рис. 17.10). Помимо концентрации примесных носите­лей электрического тока большое влияние на проводимость оказывает их подвижность. Для германия подвижность электронов и ды­рок при 20 °С соответственно равна 0,38 и 0,18 м2/(В-с). Дефекты кристаллической ре­шетки, примеси и тепловые колебания ато­мов вызывают рассеяние носителей, снижая тем самым их подвижность. Все это приво­дит к неконтролируемым изменениям прово­димости полупроводника, но может быть ча­стично устранено применением монокри­сталлов, в которых плотность дефектов кристаллической структуры значительно ни­же. Рис. 17.10. Зависимость электрического со­противления германия от содержания при­месей при 20 °С Важной характеристикой полупроводников является также время жизни примесных но­сителей электрического тока. В полупровод­нике одновременно с процессом возникнове­ния «свободных» электронов и дырок идет обратный процесс рекомбинации: электроны из зоны проводимости вновь возвращаются в валентную зону, ликвидируя дырки. В ре­зультате концентрация носителей умень­шается. При данной температуре между эти­ми двумя процессами устанавливается рав­новесие. Среднее время, в течение которого «живет» носитель до своей рекомбинации, называют временем жизни. Расстояние, ко­торое успеет пройти за это время носитель, называют диффузионной длиной. Некоторые примеси и дефекты уменьшают время жизни носителей электрического тока и тем самым ухудшают работу прибора. Для хорошей ра­боты полупроводникового прибора время жизни носителей должно быть не меньше, чем 10"5 с. Таким образом, к основным характеристи­кам полупроводниковых материалов отно­сятся электрическое сопротивление1, которое зависит от концентрации и подвижности но­сителей электрического тока, а также время жизни носителей электрического тока. Каж­дая из этих характеристик определяет свой­ства полупроводника и зависит от вида и ко­личества примесей, а также наличия дефек­тов кристаллической структуры. В связи с этим для изготовления высо­кокачественных приборов необходимы MOHO- 1 р = (1/е) (Л^Ц,, + Л'рЦ,), где р-электрическое со­противление полупроводника; nr и Л^-соответственно концентрация донорной и ак­цепторной примесей; ц„ и и,,-подвижность элект­ронов и дырок; е-заряд электрона. rss Карта

Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу