Wytwarzanie nośników zdolnych do przewodzenia prądu elektrycznego

W [eV]

Pasmo przewodnictwa

Elektrony

Wc

W ≥ Wg

Pasmo zabronione

Wv

Dziury

Pasmo podstawowe (walencyjne) x

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 m3 lub cm3). Koncentrację wyraża się w [m-3] lub [cm-3].

W półprzewodniku samoistnym koncentracja elektronów ni jest równa koncentracji dziur pi.

n = p

i

i

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

 − W 

g

n ~ exp

i





 2 kT 

gdzie: Wg – szerokość pasma zabronionego w [eV], T – temperatura w [K], k – stała Boltzmann’a.