Энергетические зоны германия и кремния.
Ширина запретной зоны кремния 0,7; германия :1,1
Сколько атомов содержится в объёмно-центрированной кубической элементарной ячейке?
Элементарная ячейка объемоцентрированной кубической решетки. В этой ячейке имеются узлы кристаллической решетки двух типов: узлы, находящиеся в вершинах куба, и узел, находящийся на пересечении двух пространственных диагоналей куба. Каждый узел в вершинах принадлежит одновременно восьми элементарным ячейкам. Следовательно, на данную элементарную ячейку приходится 1/8 узла. Находящийся на пересечении диагоналей узел целиком находится в ячейке. Так как вершин восемь, то на одну элементарную ячейку в объемоцентрированной решетке приходится всего атомов:
n=1/8*8+1 = 2
Билет 18
Дрейф свободных носителей заряда в электрическом поле.
Если в полупроводнике создано электрическое поле величины Е, то помимо хаотического появляется направленное перемещение носителей заряда, называемоедрейфом.Скоростьдрейфа,vдр, – это скорость, направленная вдоль вектора напряженности электрического поля, усредненная по всем носителям заряда одного знака (электронами или дырками).
Оценить среднюю скорость дрейфа можно исходя из формулы vдр=a tп, гдеа– ускорение, приобретаемое электроном между столкновениями. Среднее ускорение электрона можно рассчитать, используя второй закон Ньютона
,
где qE=F– сила, действующая на электрон со стороны поля.
|
|
Подставив это выражение в формулу для скорости дрейфа, получаем
. (3.1)
В формуле (3.1) величина называетсяподвижностью носителей заряда. Таким образом, подвижность носителей заряда обратно пропорциональна эффективной массе носителейmи прямо пропорциональна времени свободного пробегаtп.
Поскольку скорость дрейфа vдр=μЕ, то значение подвижности можно рассчитать по формуле
, м2/В·с. (3.2)
Иначе говоря, подвижность носителей заряда – это скорость дрейфа, приобретаемая свободными носителями в электрическом поле напряженности Е=1 В/м.
Оценка величины подвижности электрона μ в кристаллической решетке по формуле (3.1) дает следующее значение:
м2/В·с.
Поскольку в полупроводниках существуют два вида носителей заряда с различными эффективными массами, то различают подвижность электронов mnи подвижность дырокmp. Подвижность электронов в кремнии по различным данным составляет (0,14...0,19) м2/(В×с), а в арсениде галлия – (0,93...1,1) м2/(В×с). Подвижность дырок оказывается значительно меньшей и равной (0,04...0,05) м2/(В×с) для кремния и германия и 0,045 м2/(В×с) для арсенида галлия, что объясняется меньшим временем .
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 704; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!