• Контрольные вопросы
  • Практическая работа №5 Тема: «Изучение свойств полупроводниковых материалов» Краткие теоретические сведения
  • 2. Определение концентраций носителей заряда в примесных полупроводниках
  • O'tkazgichlar qarshiligining harorat koeffitsientini aniqlash




    Download 0.67 Mb.
    bet5/8
    Sana24.11.2022
    Hajmi0.67 Mb.
    #31632
    1   2   3   4   5   6   7   8
    Bog'liq
    2 amaliy ish
    algoritmlarni loyihalash mustaqil ish 031 19 Ubaydullaev Ismoiljon, Mustaqil ish, 2 5309934008677699179, komp tarmoqlari, 9-sinf test, 8-mart, 8-2, Pochta va logistika injeneriyasida ilg\'or texnologiyalar SILABUS.docx, mehmonhona menejment[1], ахборот технологиялари, AMALIY DARS TAHLILI 1, Ðàáîòà ñ õóäîæåñòâåííûì òåêñòîì íà çàíÿòèÿõ ïî íåìåöêîìó ÿçûêó, RAQAMLI MULTIMEDIYA AXBOROTLARINI QAYTA ISHLASH OQUV AMALIYOTI, Doc2
    р, мм рт.ст.

    Е, кВ/см

    х, см

    1.

    20

    760

    30

    1,1

    30

    780

    20

    2,3

    2.

    22

    730

    42

    2,2

    28

    710

    22

    2,4

    3.

    24

    740

    54

    1,2

    30

    780

    23

    2,5

    4.

    25

    800

    50

    1,4

    20

    740

    26

    2,6

    5.

    26

    780

    40

    1,5

    22

    800

    60

    2,7

    6.

    27

    710

    44

    1,4

    32

    780

    55

    2,8

    7.

    28

    720

    45

    1,5

    18

    780

    56

    2,9

    8.

    29

    700

    46

    1,6

    25

    720

    66

    3,0

    9.

    30

    680

    48

    1,8

    26

    700

    62

    3,1

    10.

    32

    780

    32

    0,9

    24

    680

    50

    1,0

    11.

    33

    740

    34

    0,8

    22

    750

    54

    1,2

    12.

    40

    800

    36

    2,0

    20

    760

    52

    1,4

    13.

    45

    780

    38

    2,1

    30

    800

    60

    1,6

    14.

    42

    710

    46

    2,3

    32

    820

    30

    1,1

    15.

    35

    720

    48

    2,4

    33

    760

    42

    2,2

    16.

    36

    700

    32

    2,5

    28

    730

    54

    1,2

    17.

    38

    680

    34

    2,6

    26

    740

    50

    1,4

    18.

    39

    710

    36

    2,7

    22

    800

    40

    1,5

    19.

    44

    740

    38

    2,8

    24

    780

    44

    1,4

    20.

    43

    800

    35

    2,9

    23

    710

    45

    1,1

    21.

    45

    780

    34

    3,0

    32

    720

    46

    2,2

    22.

    46

    710

    36

    3,1

    34

    700

    48

    1,2

    23.

    48

    720

    38

    4,2

    36

    680

    32

    1,4

    24.

    50

    700

    35

    5,0

    35

    780

    34

    1,5

    25.

    52

    680

    44

    4,4

    40

    740

    31

    1,4



    Контрольные вопросы:



    1. Сделайте вывод, как влияет расстояние между электродами на количество электронов?

    2. Сделайте вывод, как влияет температура газа на количество электронов?

    3. Сделайте вывод, как влияет давление на количество электронов?

    4. Какие ещё факторы влияют на пробой газа?

    Практическая работа №5
    Тема: «Изучение свойств полупроводниковых материалов»
    Краткие теоретические сведения
    1. Определение параметров полупроводникового материала [3].
    Каждый электрон, входящий в состав атома, обладает определенной энергией или занимает определенный энергетический уровень. В твердом теле, благодаря взаимодействию атомов в кристаллической решетке, энергетические уровни расщепляются и образуют энергетические зоны, состоящие из отдельных близко расположенных по энергии уровней, число которых соответствует числу однородных атомов в данном кристаллическом теле. Энергетические уровни валентных электронов при расщеплении образуют валентную зону. Разрешенные уровни, свободные от электронов в невозбужденном состоянии атома образуют одну или несколько свободных зон, нижнюю из которых называют зоной проводимости. Между разрешенными зонами находятся запрещенные зоны, т.е. области значений энергий, которыми не могут обладать электроны в идеальном кристалле. Формально к полупроводникам относят вещества с шириной запрещенной зоны ΔW ≤ 0,05...3 эВ. В нижеприведенных формулах энергия понимается в смысле ее значения, нормированного к элементарному электрическому заряду. Для отличия энергетических величин от потенциалов размерность энергий принято обозначать «эВ».
    1.1. При температурах Т > 200...250 K ширина запрещенной зоны изменяется по линейному закону:

    где β − экстраполированный член, а α − коэффициент температурного изменения ширины запрещенной зоны, Т – абсолютная температура (Т [К] + t0C + 2730). Числовые значения этих коэффициентов приведены в таб.5.1.
    Таблица 5.1

    Материал

    Германий (Ge)

    Кремний (Si)

    Арсенид галлия (GaAs)

    β, эВ

    0,782

    1,205

    1,549

    α, эВ / К

    3,9 ∙ 10-4

    2,84 ∙ 10-4

    4,3 ∙ 10-4

    1.2. Эффективные массы электронов mn и дырок mp учитывают сложный характер взаимодействия электрона с кристаллической решеткой при его движении под действием силы внешнего электрического поля. Определить их можно, используя данные таблицы 5.2.

    Таблица 5.2



    Материал

    Германий (Ge)

    Кремний (Si)

    Арсенид галлия (GaAs)

    mn / m0

    0,55

    1,084

    0,067

    mр / m0

    0,388

    0,56

    0,48

    Масса покоя электрона m0

    9,1 ∙ 10-31 кг

    1.3. Эффективные плотности состояний в зоне проводимости Nс и в валентной зоне Nv имеют смысл концентраций разрешенных состояний в энергетической полосе у границ соответственно зоны проводимости или валентной зоны и определяются выражениями:

    Cреднее геометрическое значение эффективных плотностей энергетических состояний в зоне проводимости и валентной зоне N:

    где k = 1,38 ∙ 10-23 Дж / К – постоянная Больцмана;
    π = 3.14;
    h = 6,63 ⋅ 10-34 Дж ∙ с – постоянная Планка.
    1.4. Свойства полупроводников сильно зависят от концентрации и вида примесей. Полупроводник без примесей или с очень низкой их концентрацией, которая не оказывает существенного влияния на удельную проводимость, называется собственным. Для собственного (чистого или идеального) полупроводника равновесные концентрации электронов и дырок ni = pi определяется выражением:

    где ΔW = WvWc – ширина запрещенной зоны полупроводника,
    Wc и Wv – «дно» зоны проводимости и «потолок» валентной зоны соответственно, e = - 1,6 ⋅ 10-19 Кл – абсолютное значение заряда электрона. Экспоненциальный множитель обуславливает резкое увеличение ni при возрастании температуры или уменьшении ширины запрещенной зоны.
    2. Определение концентраций носителей заряда в примесных полупроводниках
    Примесные полупроводники кроме основных валентных атомов содержат в кристаллической решетке атомы других элементов с валентностью ниже или выше валентности основных. Например, введение пятивалентных примесей (Р, As, Sb) в четырехвалентные Ge и Si, и шестивалентных для соединения GaAs, образует электронный полупроводник – n-типа. Такие примеси называются донорными. Введение трехвалентных примесей (В, Al, In) в четырехвалентные Ge и Si, и двухвалентных для соединения GaAs, образует дырочный полупроводник – р-типа. Такие примеси называются акцепторными.
    2.1. Носители зарядов, концентрация которых в данном полупроводнике больше (например, в полупроводнике n-типа – электроны, а в полупроводнике p-типа – дырки) называются основными. Концентрация электронов в электронном полупроводнике nn зависит от концентрации донорных примесей:

    а концентрация дырок в дырочном полупроводнике рр зависит от концентрации акцепторных примесей:

    2.2. Концентрации неосновных носителей (дырок в электронном и электронов в дырочном полупроводниках) можно определить по формулам:

    В рабочем диапазоне температур практически все атомы примеси оказываются ионизированными, поэтому с учётом того, что на практике концентрации примесей выбираются из условий Nд >> ni и Na >> pi, для концентраций основных носителей зарядов полупроводников n- и p- типов с весьма высокой степенью приближения соответственно выполняются условия
    nn Nд и ррNа.

    Download 0.67 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8




    Download 0.67 Mb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    O'tkazgichlar qarshiligining harorat koeffitsientini aniqlash

    Download 0.67 Mb.