POLUPROVODNI MATERIJALI

Poluprovodnici su materijali čija elektronska svojstva zavise od

koncentracije primesa i širine energetskog procepa.

Osnovna svojstva poluprovodnika:

(a) =10-6-108 m i TCR<0

(b) Primese jako utiču na provodnost

(c) Električne osobine se menjaju pod uticajem magnetnog

polja (izražen Hall-ov efekat)

(d) Izuzetna osetljivost na elektromagnetno zračenje

SOPSTVENI POLUPROVODNIK

Specifična električna provodnost poluprovodnika data je opštim izrazom

Pokretljivosti elektrona i šupljina date su izrazima

a ukupna koncentracija elektrona u provodnoj zoni je

Koncentracija šupljina u valentnoj zoni data je izrazom

pn epen

e

n

nm

e

p

p

pm

e

kT

EENn

fc

c exp

2/3

2

22

h

kTmN n

c

kT

EENp

vf

v exp

2/3

2

22

h

kTmN

p

v

SOPSTVENI POLUPROVODNIK

SOPSTVENI POLUPROVODNIK

kT

ENN

kT

EE

kT

EENNpn

g

vc

vffc

vc expexpexp

2

inpn

kT

ENNn

g

vci2

exp

Proizvod n·p zavisi samo od temperature i veličine Eg a ne i od položaja

Fermijevog nivoa. Za sopstvene poluprovodnike (nedopirane poluprovodnike)

n=p pa jednačina ima oblik

DOPIRANI POLUPROVODNICI

Donorski poluprovodnici- za Si koji je četvorovalentan donorske primese

su petovalentni elementi kao što su P, As ili Sb

DOPIRANI POLUPROVODNICI

Akceptorski poluprovodnici- za Si koji je četvorovalentan akceptorske

primese su trovalentni elementi B, Ge, Al ili In

POLUPROVODNICI

Za poluprovodnike važi jednačina elektroneutralnosti koja ima oblik

dDaA nNppNn

gde je ND - koncentracija donorskih primesa, NA - koncentracija akceptorskih

primesa, nd - koncentracija elektrona na donorskom nivou (nejonizovani donori),

pa - koncentracija šupljina na akceptorskom nivou (nejonizovani akceptori)

Za sopstveni (besprimesni) poluprovodnik ND=NA=nd=pa=0, i iz jednačine

elektroneutralnosti sledi da je

Za sopstveni poluprovodnik pod uslovom da je Fermijev nivo je

pn

22

EgEEE vc

f

pn mm

Ec

Ef

Ev

DOPIRANI POLUPROVODNICI

Za n - tip poluprovodnika NA=pa=0 i jednačina elektroneutralnosti ima oblik

dd nNpn

Po duslovom da su sve primese jonizovane nd = 0, može se napisati da je

dNn

Za p - tip poluprovodnika ND, nd = 0 jednačina elektroneutralnosti ima oblik

ppNn aA

Pod uslovom da su sve primese jonizovane pa=0, može se smatrati da je

ANp

Jednačina elektroneutralnosti poluprovodnika

Električna provodnost poluprovodnika

PROVODNOST POLUPROVODNIKA

gustina struje je data izrazom:

Kjjj pn

specifična provodnost poluprovodnika je

pn epen

inpn

kT

E

pnVCpni

g

eNNeen 22/1

Zavisnost specifične električne provodnosti od temperature se može dati izrazom:

kT

Eg

e 20

pnVC NNe 2/1

0

Hall-ov efekat u poluprovodnicima

Optičke osobine poluprovodnika

- Apsorpcija elektromagnetnog zračenja -

Direktni i indirektni prelazi

Apsorpcioni spektri poluprovodnika

Vrste poluprovodnika

Elementarni poluprovodnici

Organski poluprovodnici

Inženjering energetskog procepa

Primena poluprovodnika