Материал: ЛР2 отчёт

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

№2. По данным табл. 2.3 построим температурные зависимости удельной

 

ln( эксп)

−1

, а по

проводимости полупроводников, откладывая по оси абсцисс параметр

оси ординат – экспериментальные значения

:

 

№3. Расчёт концентрации собственных носителей заряда в полупроводниках Si, Ge, InSb и SiC при T = 300 К:

а) Si:

= =

−

2∆Э

 

 

 

 

1.12 1.6 10−19

≈ 6.765 1015

м−3

б) Ge: = 1025√2.74 1.05 −2 1.38 10−23300

в) SiC:

≈ 2.281 1019

м−3

 

 

 

 

 

≈ 7,67 м

 

 

 

 

 

 

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

№4. Оценка значений

 

 

 

≈ 7.07 10

24

м

−3

 

 

 

 

г) InSb:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) Si:

 

 

 

собственной удельной проводимости в этих

 

 

 

 

 

 

= ( + )

 

 

 

 

полупроводниках при 300 К:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Ge: = 1.6 10

−19

6.765 10 (0.13 + 0.05) ≈ 0.000195 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

См

 

 

 

 

 

См

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≈ 2,117

 

 

 

 

 

 

в) SiС:

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

См

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≈ 5,64 10

−20

 

 

 

 

г) InSb:

 

 

 

 

 

См

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≈ 18773

 

 

 

 

 

 

данными эксп:

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

с экспериментальными

№5.

Сравнение полученных результатов расчётов

 

 

 

Si:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аб)) Ge: эксп −примесная проводимость;

 

 

 

 

в) SiC: эксп −примесная проводимость;

 

 

 

 

г) InSb: эксп −примесная проводимость;

 

 

 

 

 

 

 

все ли примеси ионизированы в исследованном температурном

Оценим, эксп≈−собственная проводимость;

 

 

 

 

интервале или нет. Рассчитаем энергию тепловой генерации:

 

 

 

 

 

 

 

 

−23

 

;

 

 

 

 

 

 

 

−23

Дж = 0,036 Эв

а) Si: = 1.38 10 418 = 576.84 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) Si: 0,01…0,02 эВ<0,036 эВ

– не все примеси ионизированы;

в)

SiC:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,01 эВ<0,036 эВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,04…0,4 эВ>0,036 эВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№6. Если в полупроводнике не все примеси ионизированы, то:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

( 2)

 

SiC:

 

 

 

 

∆Эпр = 2 2

−

1 ln ( 1)

при

2=418 К и 1=298 Кполучим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n(T) =

γn(T) p

 

 

 

20

 

−3

 

 

 

 

( 1) =

 

 

 

1.156

q(μ

+ μ )

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6 10−19

(0.04 + 0.006)

≈ 1.571 10

21

м

−3

 

 

 

 

( 2) =

 

 

 

 

11

 

 

 

≈ 1.495 10

м

 

Пр

 

1.6 10−19

(0.04 + 0.006)

 

 

∆Э

= 2 1,38 10

−23

 

418 298

 

(1.495 102120)

)

≈ 0.403 Эв

 

 

 

418 −298 ln(

1.571 10

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

эксп≈ :

2

 

 

 

 

 

а) InSb:

 

 

( 2)

3

 

 

 

 

 

∆Э = 2 2

− 1 ln ( 1) −2 ln 1

 

 

 

 

№7.

Для полупроводников, у которых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№8. Определим

 

 

 

∆Э ≈ 0.122 Эв

 

 

 

 

 

 

 

температурные диапазоны реализации участков: Si – на всём диапазоне участок истощения примеси

Ge – от 700С до 1450С – участок собственной проводимости от 00С до 700С – зона истощения примеси

SiC – на всём диапазоне область ионизации примеси InSb - от 00С до 500С – зона истощения примеси

от 500С до 1450С – зона собственной проводимости

8

Выводы:

 

 

 

 

 

 

 

В ходе лабораторной работы были рассчитаны удельное сопротивление и

Было проведено сравнение

 

с

 

ln( эксп)= ( −1)

 

удельная проводимость для Si, Ge, SiC, InSb. Для проводимости этих материалов

была построена температурная зависимость

 

.

 

 

 

 

 

рассчитанной собственной

проводимостью

, по которому

были сделаны выводы о проводимости каждого

 

эксп

 

 

 

 

полупроводника,

которые были изучены в ходе работы. Как оказалось, InSb

обладает собственной проводимостью, а Ge, Si и SiC – примесной.

Так же было установлено, что для кремния энергия тепловой генерации преобладает над энергией ионизации, поэтому кремний находится на всём диапазоне в зоне истощения примеси, в то время как карбид кремния на всём

диапазоне находится в зоне ионизации.

Эпр≈0.403 эВ, а так же было рассчитано значение ширины запрещённой зоны антимонида индия, которое соответственно равно

Была рассчитана энергия ионизации примеси для карбида кремния

Э ≈0.122 эВ.

Так же в ходе работы было установлено, что на всем диапазоне температур Si находится в зоне истощения примеси, SiC в зоне ионизации примеси, InSb от 00С до 500С в зоне истощения примеси, от 500С до 1450С в зоне собственной проводимости, а Ge в диапазоне 00С до 700С находится в зоне истощения примеси, от 700С до 1450С в зоне собственной электропроводности.

9

Источник: https://studfile.net/preview/16484926/