17. Уровень Ферми в металлах и функция распределения Ферми-Дирака Уровень Ферми


Уровень Ферми в вырожденных полупроводниках



Download 199,95 Kb.
bet6/7
Sana24.02.2022
Hajmi199,95 Kb.
#237057
1   2   3   4   5   6   7
Bog'liq
Документ Microsoft Office Word

Уровень Ферми в вырожденных полупроводниках. В отличие от обычных, не очень сильно легированных полупроводников, у которых уровень Ферми лежит в запрещенной зоне, вырожденные полупроводники, в которых концентрация легирующей примеси велика, характеризуются расположением уровня μ в одной из разрешенных зон: в валентной зоне или в зоне проводимости. Выясним на примере вырожденного полупроводника n-типа, как по мере увеличения концентрации легирующей примеси происходит перемещение уровня Ферми из запрещенной зоны в зону проводимости.
Пока концентрация примеси не очень велика и примесный донорный уровень узок и расположен вблизи зоны проводимости, уровень Ферми находится в запрещенной зоне на расстоянии  от дна зоны проводимости (рис. 53, а). Когда же концентрация примеси возрастает настолько, что примесный уровень "размывается" в примесную зону, энергия активации электронов, находящихся на донорных уровнях, становится меньше, поскольку потолок размытой примесной зоны располагается ближе к зоне проводимости, чем примесный уровень в исходном состоянии. Благодаря этому и средняя энергия электронов проводимости становится меньше, и, следовательно, уровень Ферми оказывается ближе к дну зоны проводимости (рис. 53, б). При очень высокой концентрации примесных атомов донорная зона настолько "размывается", что смыкается с зоной проводимости (рис. 53, в). При этом электроны с верхних уровней донорной зоны могут беспрепятственно перемещаться по пустым уровням зоны проводимости и полупроводник приобретает свойства металла (отпадает необходимость в тепловом возбуждении). Уровень Ферми, располагающийся при малой концентрации примесных атомов между потолком примесной зоны и дном зоны проводимости, после смыкания зон (в случае большой концентрации примесных атомов) сливается с верхним уровнем примесной зоны. Таким образом, в вырожденном полупроводнике уровень Ферми выполняет ту же роль, что и в металлах: он представляет собой самый верхний уровень, занятый электронами при T = 0. Поскольку роль дна зоны проводимости после смыкания зон выполняет уже нижний уровень размывшейся примесной зоны (уровень W'c на рисунке 53, в), то уровень Ферми в вырожденном полупроводнике n-типа оказывается в зоне проводимости.

Рис. 52

Совершенно аналогичная картина наблюдается при увеличении концентрации акцепторной примеси в дырочном полупроводнике. Акцепторный уровень, размываясь (с ростом концентрации примеси) в примесную зону, смыкается с потолком валентной зоны. При этом уровень Ферми вырожденного дырочного полупроводника оказывается в глубине валентной зоны, и чем больше концентрация легирующей примеси, тем глубже в валентной зоне он располагается.

Download 199,95 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish