Wytwarzanie nośników zdolnych do przewodzenia prądu

elektrycznego

Generacja termiczna par elektron dziura.

Aby w krzemie przenieść elektrony z pasma walencyjnego do pasma

przewodnictwa trzeba dostarczyć im energii W

≥≥≥≥

1,1 eV. Dla germanu wartość

energii potrzebnej do wykonania tego zadania wynosi ~ 0,7 eV.

Półprzewodnik, który charakteryzuje się idealnie uporządkowaną siecią

krystaliczną i brakiem obcych atomów nazywa się „półprzewodnikiem
samoistnym”. W półprzewodniku samoistnym swobodne nośniki prądu powstają
w wyniku rozrywania wiązań sieci krystalicznej. Powstają pary elektron –
dziura.

Koncentracją nośników nazywa się liczbę elektronów lub dziur

przypadających na jednostkę objętości (na m

3

lub cm

3

). Koncentrację wyraża się

w [m

-3

] lub [cm

-3

].

W półprzewodniku samoistnym koncentracja elektronów n

i

jest równa

koncentracji dziur p

i

.

i

i

p

n

=

Koncentracja par elektron – dziura zależy od temperatury w sposób
wykładniczy.













−

kT

W

~

n

g

i

2

exp

gdzie: W

g

– szerokość pasma zabronionego w [eV], T – temperatura w [K],

k – stała Boltzmann’a.

Pasmo przewodnictwa

Pasmo podstawowe (walencyjne)

Pasmo zabronione

W

≥

W

g

W

c

W

v

W [eV]

x

Elektrony

Dziury