Зазвичай pi « NA і тоді pp ≈ NA |
∙ |
|
= |
|
|
За динамічної рівноваги, коли ген = рек |
(21) |
|
Звідси концентрація електронів= ≈ у акцепторному напівпровіднику
, (22)
тобто вона значно нижча, ніж у бездомішковому напівпровіднику. Основними носіями заряду у цьому випадку є дірки, а неосновними – електрони. Оскільки основні носії заряджені позитивно, то напівпровідник із акцепторною домішкою на-
зивають напівпровідником із дірковою електропровідністю або напівпровідни-
ком р – типу(Positive - позитивний).
Для напівпровідників р – типу визначальною буде діркова складова провіднос-
ті |
|
= р , (23) |
|
де |
р = |
(24) |
|
|
= |
|
6. Електропровідність напівпровідників в сильних електричних полях. Ефект Ганна
З ростом напруженості електричного поля провідність напівпровідників змінюється.
В слабих електричних полях концентрація носіїв заряду не залежить від напруженості поля Е, а залежність струму через напівпровідник від напруженості електричного поля , відповідає закону Ома. На рис.7 цьому випадку відповідає ділянка ОАІ залежності і = f (E) . Починаючи з деякого значення напруженості Е1 наростання з ростом Е спочатку сповільнюється , а при Е = Екр повністю зупиняється (ділянка АВ на рис.). При подальшому збільшенні Е (ділянка ВС) енергії поля ще недостатньо для збільшення концентрації носіїв заряду: при цьому рухливість електронів m зменшується (внаслідок збільшення числа зіткнень з атомами кристалічної гратки) і визначається виразом:
m = m |
0 |
(1 |
- a Å 2 ) |
, |
(1) |
|
|
|
|
де m0 - рухливість в слабих полях; a - коефіцієнт, який не залежить від напруженості поля
Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки. |
|
http://dmtc.org.ua/ |
44 |
Рис.1. Залежність і = f (E) напівпровідника в сильному електричному полі.
У відповідності з (1) диференційна провідність напівпровідника на цій ділянці є величною від'ємною.
Ефект Ганна проявляється в напівпровідниках n- типу провідності в сильних електричнихІ полях.
Падіння з ростом Е продовжується до порогового значення напруженості ЕПОР , після чого провідність напівпровідника різко зростає за рахунок збільшення концентрації носіїв заряду (ділянка CD на рис.8)
Сутність ефекту Ганна полягає в тому, що якщо в напівпровіднику створити напруженість електричного поля, більшу Е КР але меншу ЕПОР , тобто на ділянці ВС характеристики, то в напівпровіднику виникнуть електричні коливання надвисокої частоти (НВЧ). Ефект Ганна знаходить практичне застосування в діодах Ганна, які використовуються як малопотужні генератори НВЧ.
7. Ефект Холла
Явища, які виникають в напівпровіднику зі струмом при розміщенні його в магнітне поле, називають гальваномагнітними.
До числа гальваномагнітних явищ відноситься ефект Холла, відкритий в 1879 р. американським фізиком Едвіном Гербертом Холлом
Ефект Холла проявляється в напівпровідниках n-типу провідності зі струмами,що протікають через них, і розташованих в магнітному полі (рис.9.)
Рис.9 До пояснення ефекту Холла
Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки. |
|
http://dmtc.org.ua/ |
45 |