ФИЗИКА

7.25. Примесная проводимость полупроводников

Температурная зависимость электропроводности невырожденных примесных полупроводников, как и собственных, определяется в основном температурной зависимостью концентрации носителей.

На рис. 7.25.36 приведена схематическая кривая зависимости lnσ(T) для примесного полупроводника. На этой кривой можно выделить три характерных области: ab, bc, cd.

Область ab соответствует низким температурам, а значит, примесной проводимости и простирается вверх до температуры Тs истощения примеси. Концентрация носителей в этой области определяется формулой

(7.25.112)

,

а подвижность может быть найдена по соотношению

(7.25.113)

Подставив (7.25.112) и (7.25.113) в (7.25.107), получим

(7.25.114)

где σПО - коэффициент, слабо зависящий от температуры.

Логарифмируя (7.25.114), находим

(7.25.115)

Из (7.25.115) следует: tgaП = ЕД/2k. Померив αП, можно найти энергию активации примеси.

Область bc простирается от температуры истощения примеси Тs до температуры перехода к собственной проводимости Тi. В этой области все примесные атомы ионизированы, но ещё не происходит заметного возбуждения собственных носителей, вследствие чего концентрация носителей сохраняется приблизительно постоянной и равной концентрации примеси n = NД. Поэтому температурная зависимость проводимости полупроводника в этой области определяется температурной зависимостью подвижности носителей. Если основным механизмом рассеяния носителей в рассматриваемой области является рассеяние на тепловых колебаниях решётки, для которого характерно уменьшение подвижности с ростом температуры, то проводимость на этом участке будет падать (рис. 7.25.36). Если же основным механизмом окажется рассеяние на ионизированных атомах примеси, то проводимость в области bc будет увеличиваться с ростом температуры.

Область cd соответствует переходу к собственной проводимости полупроводника.

Термосопротивления (термисторы). Резкая зависимость сопротивления полупроводников от температуры используется в термисторах.

Они используются для измерения температуры, мощности электромагнитного излучения и т.д. Микротермисторы применяются для изучения процессов теплообмена в растениях и живых организмах.

к к к