Halbleiterelektronik

1) Effekt der Annäherung von zwei Atomen:

Jedes Atom besitzt von den Elektronen, die nur besitzen können feststellen Niveaus zu Ihnen von Energie, wenn zwei Atome haben genähert werden, daß jedes Niveau von Energie splittato in zwei verschiedenen Niveaus eins zum untereren sagenden Niveau der Energie als Wertigkeit und eins zum höheren sagenden Niveau der Energie als Übertragung kommt. Wenn wir N Atome haben, werden sie gekommen, um das zwei Bänder ciascuna festzusetzen, das von den N Niveaus festgesetzt wird, auf denen unterbringen kann Elektronen 2N in, wieviel für die Grundregel des Ausschlusses von Pauli, auf a das gleiche Niveau von Energie Sie 2 Elektronen sein kann, die purchè Drehbeschleunigung gegenüber von haben.

Wenn Entwurf eines Metalls, das wir selbst haben, daß nur Hälfte des einzigen Bandes herauf gefüllt wird, während im Fall von einem Halbleiter das Wertigkeitband voll ist, während das Leitungsband leer ist.

 

2) Abstand:

Der Abstand ist ein Komfort im Auftrag, zum des Stromes im Band der umgebenden Wertigkeit in der Tatsache zur Temperatur zu beschreiben hat, daß einige Elektronen vom Band der Wertigkeit zum Leitungsband, Verlassen der freien Plätze im Wertigkeitband überschreiten und eine Bewegung zur Kette der Elektronen im Auftrag gehabt wird, zum sie oben zu füllen und den Strom beschreiben wünscht, würde haben, die Bewegung eines n° stark der Elektronen zu beschreiben anstatt, wenn wir Abstände betrachten, hat, die Bewegung von n° zu beschreiben das viel kleinste als Stützen.

 

3) I-Halbleiter:

Es ist ein Halbleiter, für den das n° der Elektronen im Leitungsband er der Abstand Zahl im Wertigkeitband, die berichteten largenesses ihm haben von üblichem pedice I gleich ist.

 

4) N-Lackiert:

Es ist Droge Halbleiter, der mit impurità pentavalenti beigemischt wird (…wie Phosphor) das gegangen wird, um im Netzmagen zu den Silikonatomen zu ersetzen, folglich bilden sie ciascuna 4 covalenti Riegel und folglich gibt es ein Elektron, zu dem genügend zutreffende eine kleine Energie für sottrarlo zum donore, das folglich ein ione Positiv wird. Im Banddiagramm folglich haben wir ein Spender-Niveau aufgestellt zu 0,05eV vom Leitungsband und zur umgebenden Temperatur werden alle Elektronen, die vom donori geliefert werden, bereits im Leitungsband gefunden. Für diese Art des Halbleiters sind die Majorität Stützen die Elektronen.

 

5) P-Lackiert:

Es ist Droge Halbleiter, der mit impurità trivalenti beigemischt wird (…wie Bor) das gegangen wird, um im Netzmagen zu den Silikonatomen zu ersetzen, folglich bilden sie ciascuna 3 covalenti Riegel und folglich gibt es einen unvollständigen Riegel, der Elektronen von den nahen Atomen zurückruft folglich, die ein ione Negativ erreichen. Im Banddiagramm haben wir ein Akzeptor-Niveau aufgestellt zu 0,05eV über dem Wertigkeitband und zur umgebenden Temperatur wird dieses Niveau bereits oben vom Kommen von den Elektronen vom Band der Wertigkeit gefüllt, in dem folglich es von den Abständen gibt, die der Fluß von einem Strom übereinstimmen, folglich sind sie die Majorität Stützen.

 

6) thermisches Gleichgewicht:

Es ist eine Situation, in der jeder Prozeß, den es von seinem umgekehrten, das ausgeglichen ist, ist ein dynamisches Gleichgewicht ist

 

7) Gesetz der Tätigkeit der Masse:

np = n^{die 2}

wo n es die Elektronkonzentration im Leitungsband ist, p ist es die Abstand Konzentration im Wertigkeitband und n ist es die Elektronkonzentration im Band der Wertigkeit für einen I-Halbleiter, ist es konstant und nur mit der Temperatur geschwankt.

 

8) Funktion der festen Verteilung von Dirac:

Es ist eine Verteilungsfunktion, daß, Konto der Grundregel des Ausschlusses von Pauli halten, die Wahrscheinlichkeit, daß ein Elektron bis eins, das Temperatur gegeben wird, eine Energie besitzt und, es ist liefert: , insbesondereIST es ½ für die Energie des Unternehmens wert. Es wird beobachtet, daß für T=0K die Zustände mit kleinerer Energie von und_f alle volle Lasten sind, während die Zustände mit grösserer Energie von und_f alle die leere sind.

 

9) Dichte der Zustände zum Rand des Bandes der Übertragung und des Bandes der Wertigkeit:

Die Fermi-Dirac-Dirac Verteilung von für, wenn es nicht viel sagt, muß sie zu einer Verteilung verbundenSEIN, die die Dichte der Zustände ist im Wertigkeitband beschreibt, das im Leitungsband, in der Wahrheit wir genug, zum zu betrachten des Randes beider Bänder in, wieviel, als Beispiel für das Leitungsband es popolata von den kleinen Elektronen ist in, wieviel über dem Niveau des Unternehmens ist, die zwei Dichte pertanto e ist , unterscheiden sich sie nur für die wirkungsvolle Masse und folglich das N_c @ N_V .

 

10) Elektron Konzentration im Leitungsband:

Viel seiend wenig die Elektronen im Leitungsband, denken wir alle zu ihnen Konzentrate zu Ihnen auf dem Rand, in dem die Dichte der Zustände N _cist , und die Fermi-Dirac-Dirac Funktion auf einem exponentialem, folglich verringert wird .

 

11) Abstand Konzentration im Wertigkeitband:

Viel seiend wenig die Abstände im Wertigkeitband, denken wir, daß alle zu ihnen auf den Rand sich konzentrierten, in dem die Dichte der Zustände N _Vist , und die Fermi-Dirac-Dirac Funktion auf einem exponentialem, folglich verringert wird .

 

12) degenerierter Halbleiter:

Entwurf eines Droge beigemischten wie schweren Halbleiters viel, denn eine Part werden gehabt, die das Niveau des Unternehmensund _{des f} zum Innere des Wertigkeitbandes, während für Nart ein Niveau des Unternehmens zum Innere des Leitungsbandes ist, spricht über Halbleiter degenerierte ist in, wieviel die Zustände ist viele Nachbarn zum Niveau des Unternehmens geschieht für die Metalle übereingestimmt wird.

 

13) Fast-Niveaus des Unternehmens:

Das Niveau des Unternehmens wird nur im Fall thermischen Gleichgewichts definiert, wenn anstatt der Halbleiter Untergebenes, als Beispiel zum Annullierungereignis in einem Gleichgewicht der Bedingung nicht ist und zwei Niveaus Unternehmen gehabt werden, eins für die Elektronen ist und eins für lacune das außerdem Gesetz der Tätigkeit der Masse mehr nicht überprüft wird, aber es ausfällt, Funktion über dem der Temperatur auch des Unterschiedes von Energie zwischen den zwei Niveaus des Unternehmens hinaus zu sein

 

14) Fotogenerazione:

Es wird gehabt, daß, wenn ein Photon mit mindestens gleicher Energie zum Wert der Energie-Abstand Aufzeichnungen auf einem Halbleiter, es Energie zu einem Elektron erbringt, das folglich vom Band der Wertigkeit auf das Leitungsband verschoben wird, natürlich im ugual Wertigkeitband eine Abstand Zahl erzeugt.

 

15) Effekte des schwer-Lackierens:

Eins ist gehabte Verkleinerung des Energie-Abstandes zwischen Band der Wertigkeit und dem Band der Übertragung.

 

16) Geschwindigkeit des Antriebs:

Die Elektronen in einem Kristall sind abhängig von einer thermischen Geschwindigkeit, die randomica Richtung hat, erhöht sie viel und sehr zum superire sispetto zur Geschwindigkeit des Antriebs, die es dieses in der Richtung von einem elektrischen ist, fangen Sie und Juniorsekretärin auf.

 

17) Mobilität:

Es ist die Konstante von Proportionatität zwischen der Geschwindigkeit des Antriebs der Stützen und die elektrischen fangen auf und das stellt es es, seinen Wert fest, den es ist , wo t_cn es die Zeit des Zerstreuens des Mittels ist und angewendeten von auffangen unabhängig ist.

Die Abhängigkeit von Mobilität von der Temperatur ist

Die Gründe dieser Abhängigkeit sind vom Suchen in tatsächlich zerstreuen werden gehabt:

)       es gibt eine Übertragung von Energie, die Sie zu den passenden Erschütterungen alle Netzmagen des Stützeals, die sie durchführt, um zu verursachen della Temperatur, diese Erschütterungen können Bedingung wie Erfolge mit delle Partikel-Anrufe fononi sein geben, wird es gehabt, daß das Al, um della Temperatur zu wachsen sie die Erschütterungen erhöhen sie folglich schlägt erhöhen und es Mobilität zu ihm mag T ^-n mit n, das die Werte annimmt, die zwischen 1.66 und 3 enthalten werden, von üblichen 2.5 vermindert.

B)       Mit impurità ionizzate zerstreuen, dessen Effekt auf Mobilität zum Wachsen der Temperatur wird in, wieviel die wichtigen Bewegungen der Stützen weniger fastly und folglich sie wenig in der Auftrag Zeit in den gepreßten des impurità bleiben.

c)       Zerstreuen von unerwünschten Zusammenstößen mit impurità oder Defekten des Kristalles.

Jeder dieser Prozesse wird von einer Konstante von Zeit t _Igekennzeichnet , fällt Mobilität aus, vom Prozeß, der die kleinere Konstante der Zeit, hat Brunnen beherrscht zu werden, den es gehabt wird, daß auf niedrigen Temperaturen die Mobilität auf das Wachsen der Temperatur sich erhöht in, wieviel der Effekt A) während zu den hohen Temperaturen vorherrscht der Effekt B) vorherrscht und folglich Mobilität zum Wachsen der Temperatur vermindert.

 

18) Begrenzen von von Geschwindigkeit:

Zum Wachsen vom elektrischen fangen Sie angewandtes auf, hat man eine Zunahme der Geschwindigkeit der Stützen, aber diese bis das Verfangen herauf die Begrenzungsgeschwindigkeit, über der hinaus es den Effekt einer neuen Einheit des Zerstreuens anfängt.

 

19) Strom der Verbreitung:

In den Halbleitern, die die nicht höchste Leitfähigkeit haben, findet sie Wert auch der Verbreitung Strom, als es hergestelltes laddove besteht ein Unterschied der Konzentration der Stützen zwischen zwei Zonen des Halbleiters, wird beobachtet ist, der in den Metallen, in denen die Leitfähigkeit am höchsten ist, dieser Strom nicht betrachtet kommt.