29. Как и почему зависит концентрация свободных носителей в проводнике и полупроводнике от температуры?

концентрация носителей заряда в собственном полупpоводнике определяется шириной запрещенной зоны и температурой. С ростом температуры она растет по экспоненциальному закону.

n=A . EXP(-Wo/2kT),

30. Чем определяется концентрация свободных электронов и “дырок” в полупроводниковом кристалле?

Для собственного полупроводника концентрация свободных носителей заряда в зависимости от температуры определяется выражением

n=A . EXP(-Wo/2kT),

где

n - концентрация носителей заряда;

Wo - ширина запрещенной зоны;

k постоянная Больцмана;

A константа, зависящая оттемпературы;

31. Что такое донорная и акцепторная примесь? Как они влияют на энергетический спектр электронов в полупроводнике?

Донорные примеси - атомы химических элементов, внедренные в кристаллическую решетку полупроводника и создающие дополнительную концентрацию электронов. Донорными примесями являются химические элементы, внедренные в полупроводник с меньшей, чем у примеси, валентностью.

Акцепторные примеси - атомы химических элементов, внедренные в кристаллическую решетку полупроводника и создающие дополнительную концентрацию дырок.Акцепторными примесями являются химические элементы, внедренные в полупроводник с большей, чем у примеси, валентностью.

Аналогичным образом примеси, акцепторы или доноры, создают акцепторные или донорные уровни, лежащие в запрещённой зоне. Они значительно модифицируют спектр поглощения легированного полупроводника.

32. Как и почему зависит подвижность свободных носителей в проводнике и полупроводнике от температуры.

Подвижность носителей заряда определяется по этой теории следующим образом:

Μ=e*<λ>/m*e/<V>

, (5)

где <λ> – средняя длина свободного пробега электрона;

m*e– эффективная масса электрона в металле;

<V>– средняя общая скорость движения электронов

33. Как зависит электропроводность металлов от температуры?

влено в ряде случаев, что эта зависимость близка к линейной зависимости. Обычно ее приводят в виде температурной зависимости удельного сопротивления.

r(T)= r(T0)(1+ TКr(T-T0))

Здесь r( T0) - удельное сопротивление при какой—то температуре T0, обычно это 20°С. TКr - температурный коэффициент удельного сопротивления. Он имеет размерность 1/К (или 1/°С), для металлов TКr всегда положителен.

34. Как зависит электропроводность чистых полупроводников от температуры?

Электропроводимость химически чистого полупроводника возможна в том случае, когда ковалентные связи в кристаллах разрываются и появляются свободные электроны. Например, нагревание даже до небольших температур приводит к разрыву ковалентных связей, появлению свободных электронов и возникновению собственной электронной проводимости чистого полупроводника (проводимости n-типа). После ухода электрона со своего места в этой области кристалла нарушилась его нейтральность. В том месте, откуда ушел электрон, возникает избыточный положительный заряд — образуется положительная "дырка" (рис. 1). Она обладает положительным зарядом, равным по модулю заряду электрона. На освободившееся от электрона вакантное место — дырку — может перескочить другой электрон, а это эквивалентно перемещению дырки в направлении, противоположном направлению движения электрона. В отсутствие внешнего электрического поля эти свободные электроны и дырки движутся в кристалле полупроводника хаотически. С повышением температуры возрастает число разрывов ковалентных связей и увеличивается количество свободных электронов и дырок в кристаллах чистых полупроводников, а следовательно, возрастает удельная электропроводность и уменьшается удельное сопротивление чистых полупроводников.