258

walencyjne (podstawowe) zawiera się w paśmie wzbronionym danego półprzewodnika. W przypadku domieszek atomów grupy piątej, zwanych donorami (np. fosfor, arsen lub antymon), wprowadzonych do germanu lub krzemu, otrzymuje się jeden elektron, zwany nadmiarowym, który nie bierze udziału w wiązaniu kowalencyjnym. Elektron ten jest słabo związany siłami elektrostatycznymi z atomem macierzystym i wystarczy nieduża energia aktywacji, aby przeszedł do pasma przewodnictwa i stał się elektronem przewodnictwa. Powoduje to wzrost liczby nośników ^r typu /i. Rozkład pasm energetycznych Rys. 5.30    półprzewodnika z domieszką donorową

przedstawia rysunek 5.30.

Liczbę elektronów, które w stanie równowagi przechodzą z domieszki do pasma przewodnictwa półprzewodnika, oblicza się ze wzoru:

n = AN²exp (5.97)

gdzie:

N - liczba elektronów, które pochodzą od atomów domieszki,

AE - odległość energetyczna pasma podstawowego domieszki od pasma przewodnictwa półprzewodnika,

A - stała.

Stosunek liczby elektronów swobodnych, które pochodzą z domieszki, do liczby elektronów ti₀, które dostarcza do pasma przewodnictwa sam półprzewodnik, określa wyrażenie:

71

ti₀

exp

AE₀-AE^

2 kT J

(5.98)

* &

W niskich temperaturach, gdy (AE₀ — AE) » 2 kT, stosunek

duży i o koncentracji elektronów swobodnych w paśmie przewodniej decydują praktycznie tylko domieszki. W temperaturach wysokich