Читать онлайн «Статистика электронов и дырок в полупроводниках: Учебное пособие по лекционному курсу ''Физика полупроводников''»

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т С Т А Т ИС Т ИК А Э Л ЕК Т Р О Н О В И Д Ы Р О К В П О Л У П Р О В О Д Н ИК А Х У чебноепособи е по лекци онномукурсу «Ф и зи каполупроводни ков» Специ альност ь 014100- «М и кроэ лект рони каи полупроводни ковы епри боры » (О П Д . Ф . 02) В О РО Н Е Ж 2003  2 У т верж дено научно-мет оди чески м совет ом ф и зи ческого ф акульт ет а 9 января 2003 г. (прот окол№ 1). Сост ави т ели : Бормонт овЕ . Н . , Х ухрянски й М . Ю . У чебноепособи еподготовлено накаф едреф и зи ки полупроводни ков и ми кроэ лект рони ки ф и зи ческого ф акульт ет а В оронеж ского государст венного уни верси т ет а. Рекомендует ся для ст удент ов3 курсаф и зи ческого ф акульт ет а.  3 Содерж ани е В ведени е… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 4 1. Распределени еквант овы х сост ояни й взонах… … … … … … … … … … 5 2. Распределени еФ ерми –Д и рака… … … … … … … … … … … … … … … … 6 3. К онцентраци я э лект ронови ды рок взонах… … … … … … … … … … . … 7 4. К онцентраци я носи т елей заряданалокальны х уровнях… … … … … … 12 5. О пределени еполож ени я уровня Ф ерми … … … … … … … … … … … … . . 14 5. 1. У равнени еэ лект ри ческой ней тральности … … … … … … … … … . … 15 5. 2. У ровень Ф ерми всобст венном полупроводни ке… … … … … … … . 17 5. 3. П олупроводни ки спри месью одного ти па… … … … … … … … … . . 18 5. 4. В заи мная компенсаци я донорови акцепторов… … … … … … … … 20 5. 5. К омпенси рованны еполупроводни ки … … … … … … … … … … … ... 21 6. П ракт и чески езадани я… … … … … … … … … … … … … … … … … … . … . . 25 К онт рольны евопросы … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 30  4 В в едение Зонная т еори я твердого т ела позволяет рассмотрет ь разли чны е возмож ны е квантовы е состояни я в кри ст алле, т. е. разли чны е ти пы ст аци онарны х дви ж ени й э лектронов. В т ермоди нами чески равновесном состояни и для данного полупроводни кового образца при заданной т емперат уре сущ ест вует определенное распределени е э лектронов по разли чны м квантовы м состояни ям. В результ ат е в кри ст алле уст анавли вается определенная концентраци я свободны х э лект ронов n в зоне проводи мости и концентраци я свободны х ды рок р в ды рочной (валент ной ) зоне. К ромет ого, вкри ст алле, содерж ащ ем локальны е уровни э нерги и (при месны е ат омы и ст рукт урны е деф ект ы ), могут бы т ь ещ е от ри цат ельно заряж енны е акцепт оры , на которы х в каж дой еди ни це объема находи т ся некот орое коли чест во связанны х э лект ронов nt , и полож и т ельно заряж енны едоноры , содерж ащ и енекот орую концентраци ю связанны х ды рок pt .