POLUPROVODNI MATERIJALI - Katedra za mikroelektro · PDF filePOLUPROVODNI MATERIJALI Poluprovodnici su materijali čija elektronska svojstva zavise od koncentracije primesa i širine

POLUPROVODNI MATERIJALI

Poluprovodnici su materijali ija elektronska svojstva zavise od

koncentracije primesa i irine energetskog procepa.

Osnovna svojstva poluprovodnika:

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

SOPSTVENI POLUPROVODNIK

Specifina elektrina provodnost poluprovodnika data je optim izrazom

Pokretljivosti elektrona i upljina date su izrazima

a ukupna koncentracija elektrona u provodnoj zoni je

Koncentracija upljina 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 nc

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 np zavisi samo od temperature i veliine Eg a ne i od poloaja

Fermijevog nivoa. Za sopstvene poluprovodnike (nedopirane poluprovodnike)

n=p pa jednaina ima oblik

DOPIRANI POLUPROVODNICI

Donorski poluprovodnici- za Si koji je etvorovalentan donorske primese su petovalentni elementi kao to su P, As ili Sb

DOPIRANI POLUPROVODNICI

Akceptorski poluprovodnici- za Si koji je etvorovalentan akceptorske primese su trovalentni elementi B, Ge, Al ili In

POLUPROVODNICI

Za poluprovodnike vai jednaina 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 upljina na akceptorskom nivou (nejonizovani akceptori)

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

elektroneutralnosti sledi da je

Za sopstveni poluprovodnik pod uslovom da je Fermijev nivo je

pn

22

EgEEE vcf

pn mm

Ec

Ef

Ev

DOPIRANI POLUPROVODNICI

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

dd nNpn

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

dNn

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

ppNn aA

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

ANp

Jednaina elektroneutralnosti poluprovodnika

Elektrina provodnost poluprovodnika

PROVODNOST POLUPROVODNIKA

gustina struje je data izrazom:

Kjjj pn

specifina provodnost poluprovodnika je

pn epen

inpn

kTE

pnVCpni

g

eNNeen 22/1

Zavisnost specifine elektrine provodnosti od temperature se moe dati izrazom:

kT

Eg

e 20

pnVC NNe 2/1

0

Hall-ov efekat u poluprovodnicima

Optike osobine poluprovodnika

- Apsorpcija elektromagnetnog zraenja -

Direktni i indirektni prelazi

Apsorpcioni spektri poluprovodnika

Vrste poluprovodnika

Elementarni poluprovodnici

Organski poluprovodnici

Inenjering energetskog procepa

Primena poluprovodnika