Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice



Acasa » tehnologie » electronica electricitate
SEMICONDUCTORI INTRINSECI

SEMICONDUCTORI INTRINSECI



SEMICONDUCTORI INTRINSECI

Conductia electrica a unui semiconductor intrinsec se poate realiza prin promo­varea unor electroni din banda de conductie in urma caruia, in banda de valenta ramin niveluri incomplete ocupate si electronii ei pot contribui la stabilirea curentului elec­tric, alaturi de electronii care au ajuns in banda de con­ductie (incompleta). Este con­venabil ca in banda de valenta conductia electrica sa fie atribuita convectiei golurilor pe care le lasa electronii, cand se deplaseaza in cristal, in punctele pe care le para­sesc si care pot fi considerate ca purtatori fictivi de sarcina electrica pozitiva. In rea­li­tate, golurile nu sunt numai simple “absente” de electroni;ele au, de exemplu, masa efecti­va mg* diferita de a electronilor si negativa. Intr-un semiconductor intrinsec se spu­ne, deci,ca procesul conductiei se realizeaza prin electronii din banda de conduc­tie si prin golurile din banda de va­len­ta ; conductia astfel realizata, se numeste con­duc­tie intrinseca.

In tehnica se utilizeaza, tn prezent, numai semiconductori extrinseci. Totusi conductia intrinseca are importanta teoretica, deoarece apare si la semicon­ductoa­rele extrinseci.



Figura 2.1. Conductia intrinseca

In figura 2.1 sunt prezentate, in principal, benzile de valenta si de conductie ale unui semiconductor.

La semiconductorii uzuali (Ge, Si, etc), banda interzisa este larga si de aceea, numai la temperaturi destul de ridicate se pot efectua suficient de nume­roase tranzitii ale electronilor din banda de valenta in banda de conductie (sageata 1'), pentru a se obtine o conductivitate intrinseca sesizabila. Latimea benzii interzi­se pentru cele mai des utilizate materiale semiconductoare este prezentata in tabe­lul 2.2.

Putem stabilii mai intai numarul electronilor din banda de conductie si al golu­rilor din banda de valenta, in functie de temperatura, fara sa facem, deocam­data, nici o presupunere relativa la provenienta lor. In acest scop notam cu wu nive­lul de energie superior al benzii de valenta si cu wc nivelul inferior al benzii de conductie, care satisfac, evident, relatia wc-wu=w.

Tabelul 2.2. Latimea benzii interzi­se

Materiale

Ge

Si

Sn

Cu2O

InSb

InAs

GaSb

GaAs

Densitatea starilor orbitale din banda de conductie, pentru unitatea de volum a cristalului este :

cu ajutorul relatiei (2.1.) se obtine expresia numarului de electroni din unitatea de volum care au energia cuprinsa in intervalul (w, w+dw) in lipsa unor campuri elec­trice exterioare:

Numarul de goluri din banda de conductie –si din unitatea de volum, con­si­de­rand ca nivelul superior al benzii se gaseste la infinit, rezulta atunci din relatia

(2.3)

Integrala poate fi efectuata relativ simplu la temperaturile uzuale, cand si cand ]. Se obtine:

Numarul de goluri din banda de valenta, provenite din tranzitii oarecare ale electronilor acestei benzi, se calculeaza analog, cu deosebirea ca densitatea de repar­titie a golurilor nu este φo(w) ci [1- φo(w)], deoarece prezenta unui gol presupune absenta unui electron.Se obtine, in acest caz, pentru numarul Ng de goluri din unita­tea de volum, in banda de valenta, expresia:

(2.5)

in care mg* reprezinta masa efectiva a unui gol. In tabelul 2.3. se indica valorile masei echivalente ale unui electron, respectiv ale unui gol, raportata la masa mo a electronului, pentru Ge si Si.

Plaja intinsa a valorilor indicate in tabel, pentru fiecare raport sau se datoreste faptului ca masa efectiva depinde sensibil de directia de mis­care a purtatorilor de sarcina in cristal. Spre deosebire de metalele monovalente – pentru care masa efectivaa a electronului este apropiata de mo – la semiconductori, in care purtatorii de sarcina, de conductie, se gasesc la marginile benzilor per­mise (electronii in vecinatatea nivelului wc iar golurile in vecinatatea nivelului wu), masele efective se deosebesc mult de mo

Tabelul 2.3.


Ge

Si

Daca se efectueaza produsul No* Ng se obtine expresia:

din care rezulta ca produsul este independent de pozitia nivelului limita Fermi in ban­da interzisa. Acest produs nu depinde nici de modul in care au fost promovati elec­tronii, respectiv golurile in banda de conductie, respectiv de valenta ─ asa cum am subliniat si mai sus, adica este independent de provenienta purtatorilor de sarcina. In particular in cazul conductiei intrinseci cand: No=Ng (deoarece elec­tronii din banda de conductie provin din banda de valenta), rezulta:

(2.7)

Cu aceasta expresie, rezulta,,la temperatura camerei, pentru:

Ge , iar pentru

Si .

Din egalitatea No = Ng se mai obtine, expresia:

La temperaturile uzuale, al doilea termen din membrul drept este neglijabil fasa de primul si de aceea

adica nivelul limita Fermi se gaseste, in cazul semiconductorilor intrinseci, la mijlo­cul benzii interzise Fermi.

Pentru calculul conductivitati intrinseci se poate folosii expresia:

in care τg este durata de relaxare a golurilor si in care am tinut seama ca No = Ng.

Daca se utilizeaza mobilitatile Me ale electronilor, si Mg ale golurilor, se mai poate scrie:

(2.11)

Deoarece functiunea variaza cu T mult mai lent se mai poate scrie si formula:

Cu factorul practic constant:

(2.13)

In acest caz (2.12) are forma:

In care: (2.15)

si, deci ca si CN factorul Ci este practic independent de temperatura, la tempe­ra­turile uzuale.Conductivitatea intrinseca creste deci cu temperatura si poate avea valori impor­tante la temperaturi inalte.

In tabelul 2.4 se indica valorile mobilitatilor electronilor si golurilor, la tem­peratura camerei, in germaniul intrinsec si in siliciul intrinsec.

Tabelul 2.4

Me [cm²/V·s]

Mg [cm²/V·s]

Ge

Si





loading...




Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2020 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 SCHITA DE PROIECT DIDACTIC GEOGRAFIE CLASA: a IX-a - Unitatile majore ale reliefului terestru
 PROIECT DIDACTIC 5-7 ani Educatia limbajului - Cate cuvinte am spus?
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 Proiect - masurarea si controlul marimilor geometrice

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 LUCRARE DE DIPLOMA MANAGEMENT - MANAGEMENTUL CALITATII APLICAT IN DOMENIUL FABRICARII BERII. STUDIU DE CAZ - FABRICA DE BERE SEBES
 Lucrare de diploma tehnologia confectiilor din piele si inlocuitor - proiectarea constructiv tehnologica a unui produs de incaltaminte tip cizma scurt

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 LUCRARE DE LICENTA CONTABILITATE - ANALIZA EFICIENTEI ECONOMICE – CAI DE CRESTERE LA S.C. CONSTRUCTIA S.A TG-JIU
 Lucrare de licenta sport - Jocul de volei
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 PROIECT ATESTAT MATEMATICA-INFORMATICA - CALUTUL INTELIGENT
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 ATESTAT PROFESIONAL TURISM SI ALIMENTATIE PUBLICA, TEHNICIAN IN TURISM




Etaje de amplificare de putere
Alimentarea motoarelor de curent continuu cu redresoare comandate monofazate
Tehnologii de realizare a lipiturilor in electronica
CAPACITATEA ELECTRICA A UNUI CONDUCTOR IZOLAT
Metodele de majorare a parametrilor stabilizatoarelor parametrice
OSCILATORUL ARMONIC CA AMPLIFICATOR CU REACTIE POZITIVA
Legea lui Laplace
REGIMURILE DE FUNCTIONARE ALE TRANSFORMATOARELOR ELECTRICE




Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu