Ημιαγώγιμα και διηλεκτρικά υλικά. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο

Σχετικά έγγραφα
Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2

Ξεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο:

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού

Ορθή πόλωση της επαφής p n

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης

Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 2 Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα

1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί

Η επαφή p n. Η επαφή p n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου p

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3

Θέµατα που θα καλυφθούν

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd stvrentzou@gmail.com

Δομή ενεργειακών ζωνών

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα

Ημιαγωγοί - Semiconductor

Αρχές φωτοβολταϊκών διατάξεων

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙI»-Σεπτέμβριος 2016

John Bardeen, William Schockley, Walter Bratain, Bell Labs τρανζίστορ σημειακής επαφής Γερμανίου, Bell Labs

12. Εάν ένα κομμάτι ημιαγωγού τύπου n και ένα κομμάτι ΟΧΙ

Περιεχόμενο της άσκησης

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

Δίοδοι εκπομπής φωτός Light Emitting Diodes

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00. Αίθουσα: Υδραυλική

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron

ΑΣΚΗΣΗ 15 Μελέτη φωτοδιόδου (φωτοανιχνευτή) και διόδου εκπομπής φωτός LED

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

Ε. Κ. ΠΑΛΟΎΡΑ Ημιαγωγοί 1. Ημιαγωγοί. Το 1931 ο Pauli δήλωσε: "One shouldn't work on. semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ΜΑΘΗΜΑ 1ο : ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( )

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 10: ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Ηλεκτρονική. Ενότητα 2: Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική 1. Στοιχειακοί ηµιαγωγοί

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

Δίοδος Εκπομπής Φωτός, (LED, Light Emitting Diode), αποκαλείται ένας ημιαγωγός ο οποίος εκπέμπει φωτεινή ακτινοβολία στενού φάσματος όταν του

Ηλεκτρικό ρεύμα Αντίσταση - ΗΕΔ. Ηλεκτρικό ρεύμα Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος Αντίσταση Ειδική αντίσταση Νόμος του Ohm Γραμμικοί μή γραμμικοί αγωγοί

/personalpages/papageorgas/ download/3/

5. Ημιαγωγοί και επαφή Ρ-Ν

ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΟΜΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

ηλεκτρικό ρεύµα ampere

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος

Περιεχόμενο της άσκησης

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ασκήσεις Μικροηλεκτρονικής

ΘΕΜΑ Α. ηλεκτρική ισχύ. Αν στα άκρα του βραστήρα εφαρμόσουμε τριπλάσια τάση ( ), τότε η ισχύς που καταναλώνει γίνεται :

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ)

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

ΑΣΚΗΣΗ 5. Ερωτήσεις προετοιμασίας (Να απαντηθούν στην εργαστηριακή αναφορά)

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Επικ. καθηγητής

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

ETY-202. Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/12/2012

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

1. Ρεύμα επιπρόσθετα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Θεωρητική Εξέταση. Τρίτη, 15 Ιουλίου /3

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Ηλεκτρονικά υλικά. Ηλεκτρική αγωγιµότητα στερεού είναι η ευκολία, µε την οποία άγει το ηλεκτρικό ρεύµα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

Ανιχνευτές σωματιδίων

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧ/ΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από

Transcript:

Ε. Λοιδωρίκης Δ. Παπαγεωργίου ΚΕΦΑΛΑΙΟ ο Πυρίτιο Πυρίτιο o ry ltro s s s ελεύθερο άτομο πυριτίου άτομο πυριτίου όταν κάνει δεσμούς

yb A CODUCIO AD Δεσμοί και ζώνες πυριτίου Δεσμοί και ζώνες πυριτίου s A ry, Vl ltro yb orbtls S rystl -D + ltro ry CODUCIO AD (C ty of ltros t K. S AOM = yb VALC AD ( VALC AD (V ull of ltros t K. S o or (+ ull of ltros (b ( S CRYSAL 5 6 Ζώνες πυριτίου Ηλεκτρονιακές διεγέρσεις Ζώνη αγωγιμότητας κενή από ηλεκτρόνια Ζώνη αγωγιμότητας κενή από ηλεκτρόνια ελεύθερα ηλεκτρόνια στην ζώνη αγωγιμότητας γ Ε C Ενεργειακό χάσμα απαγορευτική η ύπαρξη ηλεκτρονίων C V C Ε C V θερμική διέγερση φωτονική διέγερση ελεύθερες οπές στην ζώνη σθένους Ε V Ε V Ζώνη σθένους γεμάτη ηλεκτρόνια Ζώνη σθένους γεμάτη ηλεκτρόνια 7 8

Αναπαράσταση δεσμών πυριτίου Θερμική διέγερση ηλεκτρονίου δύο ηλεκτρόνια για κάθε δεσμό Μέση ενέργεια ταλαντώσεων Β Τ << Ε Στατιστικά όμως μπορεί τοπικά να δημιουργηθεί ικανή παραμόρφωση > θερμική διέγερση + - 9 Φωτονική διέγερση ηλεκτρονίου Αρχή διατήρησης ενέργειας Για να επιτραπεί η διέγερση θα πρέπει > > Δημιουργία, διάδοση και επανασύνδεση οπών + C V - + ( + ( + + > r - Hol C V ol - + + + Ð - + (b + ( - ( + + (f

Αγωγή στους ημιαγωγούς Pul αγωγή φορέων γίνεται μόνο όταν υπάρχουν κενές ενεργειακές θέσεις Η αγωγή των φορέων γίνεται ουσιαστικά με μετακινήσεις σε κενές θέσεις και συνεπακόλουθες μεταπτώσεις πίσω στην επιφάνεια r ηλεκτρόνια και οπές συνεισφέρουν στο ρεύμα Αγωγιμότητα ημιαγωγού Γνωρίζουμε φορτίο πυκνότητα ταχύτητα q ευκινησία πεδίο q C V Αγωγιμότητα q V C V V V V(x (x ( Στους ημιαγωγούς έχουμε όμως δύο φορείς ρεύματος x : συγκέντρωση ηλεκτρονίων [ ], μ : ευκινησία ηλεκτρονίων [ /Vs] : συγκέντρωση οπών [ ], μ : ευκινησία οπών [ /Vs] Συγκέντρωση και πυκνότητα καταστάσεων Πυκνότητες καταστάσεων ζώνη αγωγιμότητας ζώνη σθένους ( Συγκέντρωση φορέων ηλεκτρόνια ( / / ( f ( + C ( (- / οπές ( [ f ( ] ( όπου οι πιθανότητες κατάληψης δίνονται από την κατανομή r Dr: f ( 5 ( ( / V χ : ηλεκτρονική συγγένεια ηενεργειακή απόσταση από μέχρι το κενό Στατιστική φορέων σε ανόθευτους ημιαγωγούς Η πυκνότητα διεγερμένων ηλεκτρονίων στην ζώνη αγωγιμότητας είναι πολύ μικρή > αναμενόμενο μ καθώς << > όλες οι πιθανές θέσεις ανοιχτές > το ηλεκτρόνιο μπορεί να πάει όπου θέλει χωρίς περιορισμούς ρ από αρχή Pul / f ( / [ f ( ], : ενεργές πυκνότητες καταστάσεων 6

Ενεργός πυκνότητα καταστάσεων ηλεκτρονίων Ενεργός πυκνότητα καταστάσεων ηλεκτρονίων f ( / f ( / ( θέτουμε νέα όρια ολοκλήρωσης / / γνωρίζουμε x άρα ( / / / 7 Ενεργός πυκνότητα καταστάσεων οπών Ενεργός πυκνότητα καταστάσεων οπών f / ] ( [ f ( / ( θέτουμε νέα όρια ολοκλήρωσης / / γνωρίζουμε x άρα ( / / / 8 Πυκνότητα ηλεκτρονίων Πυκνότητα ηλεκτρονίων / / / Η πυκνότητα ηλεκτρονίων είναι ίση με μια ενεργό πυκνότητα στην άκρη της ζώνης (εξαρτώμενη από την θερμοκρασία επί την πιθανότητα olt να γίνει διέγερση από την r στην αντίστοιχη ζώνη Ο έ ό δ φ ύ ό ό ό άζ Οι ενεργές πυκνότητες διαφοροποιούνται μόνο από την ενεργό μάζα / 9 Πυκνότητες ηλεκτρονίων και οπών Πυκνότητες ηλεκτρονίων και οπών + ( (- / + C or ltros [- f(] Ar = ( ( V ( Ar = or ols V ( or ( f( ( ( ( f( (

Νόμος δράσης των μαζών Νόμος δράσης των μαζών Οι πυκνότητες φορέων Υ ύ ό δ ά ζώ Υπακούν τον νόμο δράσης των μαζών Σ δ ί ύ ό λ ό δ ί ό έ δ ύ Στους ενδογενείς ημιαγωγούς, όσα ηλεκτρόνια διεγείρονται, τόσες οπές δημιουργούνται : ενδογενής συγκέντρωση φορέων Α δ ύ ό ΝΔΜ ί ό ύ θ έ ύ Αποδεικνύεται ότι ο ΝΔΜ είναι γενικός και ισχύει και για νοθευμένους ημιαγωγούς Εξήγηση του νόμου δράσης των μαζών Εξήγηση του νόμου δράσης των μαζών Λόγω θερμικής διέγερσης, ηλεκτρόνια και οπές δημιουργούνται > Ρυθμός διέγερσης: # στη ΖΑ # στην ΖΣ πιθανότητα μετάβασης μ ς γ ρ ης η η η μ β ης G Όταν όμως υπάρχουν ηλεκτρόνια και οπές, υπάρχει η πιθανότητα επανασύνδεσης > Ρυθμός επανασύνδεσης: # ηλεκτρονίων # οπών R Συνθήκη θερμικής ισορροπίας G R Η ίδια συνθήκη θερμικής ισορροπίας θα ισχύει και για νοθευμένους Η ίδια συνθήκη θερμικής ισορροπίας θα ισχύει και για νοθευμένους Ενέργεια Ενέργεια r r για ενδογενείς ημιαγωγούς για ενδογενείς ημιαγωγούς Ο αριθμός των διεγερμένων ηλεκτρονίων ισχύει όμως και ο νόμος δράσης των μαζών Για ενδογενείς ημιαγωγούς όμως άρα / l l l / καθώς Μέση ενέργεια ηλεκτρονίων αγωγιμότητας Μέση ενέργεια ηλεκτρονίων αγωγιμότητας / totl / ( x x 8 (/ (/ 8( / (

Έργο εξόδου και ηλεκτρονική συγγένεια Τυπικά νούμερα ημιαγωγών + C η ενέργεια που χρειάζεται για να βγάλουμε ένα ηλεκτρόνιο μετριέται από την ενέργεια r Έργο εξόδου Φ = Ε κενού Ε η ηλεκτρονική συγγένεια είναι η διαφορά της ενέργειας κενού με την αρχή της ζώνης αγωγιμότητας V Έργο εξόδου Φ = χ + Ε ενεργές μάζες: ( για αγωγιμότητα, (b πυκνότητα καταστάσεων 5 6 Παράδειγμα Υπολογίστε την ενδογενή συγκέντρωση και ενδογενή ειδική αντίσταση του S στην θερμοκρασία δωματίου Παράδειγμα 9.8 5.7 5 /Vs 5 /Vs.V > η ενδογενής συγκέντρωση προκύπτει από τον νόμο δράσης των μαζών / δίνεται.8 6.66 /K s ενεργές μάζες: ( για αγωγιμότητα, (b πυκνότητα καταστάσεων > > η ειδική συγκέντρωση εξαρτάται από τις ενεργές μάζες > χρειαζόμαστε την ενεργό μάζα που σχετίζεται με την πυκνότητα καταστάσεων. 8.8(9. 9.8. 6.6 (9. 5.7 > η ειδική αγωγιμότητα εξαρτάται και από τις κινητικότητες 5 /Vs 5 /Vs μονάδες: / 6.8(9.8 (.8 /K( K s (6.6 ((/K(K ( s.88 / 5 - / s.8 / 9 - s ( /s s / / - 7 8

Παράδειγμα Παράδειγμα 9.8 5.7 5 /Vs 5 /Vs.V 9.8 5.7 5 /Vs 5 /Vs.V / δίνεται.8 6.6 /K s ειδική αγωγιμότητα γ ( 6.8(5.7 (.8 /K( K ( 6.6 s.5 5 -.5 9 - (.V (.8 5-5 - /K( K (.8. 6 - (.5. - / μονάδες: (.6 ειδική αντίσταση C(. - ((5 5 9 6 C V s -.9 C s V A V - /.5 /Vs 9 Παράδειγμα Παράδειγμα Βρείτε την μέση ταχύτητα των ηλεκτρονίων στην ζώνη αγωγιμότητας Υπολογίστε την θέση της Ε αλλά και την μετατόπιση της Ε από το μέσο του ενεργειακού χάσματος για τους ημιαγωγούς S, G, GAs. ενεργές μάζες: ( για αγωγιμότητα, (b πυκνότητα καταστάσεων > χρειαζόμαστε την ενεργό μάζα που σχετίζεται με την αγωγιμότητα. 6.6(9..7 > > η μέση ενέργεια των ηλεκτρονίων στην ΖΑ > η μέση ταχύτητα των ηλεκτρονίων στην ΖΑ 5 /. /s ενεργές μάζες: ( για αγωγιμότητα, (b πυκνότητα καταστάσεων S: l l.v.56 V G:.66V.6 V.9V GAs:.67 V

Παράδειγμα Τα ενεργειακά χάσματα του αδάμαντα και του πυριτίου είναι 5.7 V και. V αντίστοιχα. Υπολογίστε τον αριθμό των θερμικώς διεγερμένων ηλεκτρονίων. Δίνεται και για τα δύο υλικά 5 - S: C:. 6 - -.. - 7 -. Πως αλλάζουν αυτά τα νούμερα στους 6 Κ; (έστω τα χάσματα δεν αλλάζουν S: C: - 5. - 5..9 - -.9 Παράδειγμα Σε πόσα ηλεκτρόνια ανά άτομο αντιστοιχούν για το κάθε στοιχείο για Τ=6 Κ (έστω η πυκνότητα μάζας παραμένει η ίδια με αυτήν στους Κ αριθμός Aoro A = 6. ol S: πυκνότητα μάζας ρ =. ατομικόβάροςα Α = 8 ol 5 t 5. - A A t C: πυκνότητα μάζας ρ =.5 ατομικόβάροςα Α = ol.8.9 t - Ένα ηλεκτρόνιο διεγείρεται για κάθε Ένα ηλεκτρόνιο διεγείρεται για κάθε 8 άτομα S 7 άτομα C >Σε πόσο όγκο υλικού βρίσκουμε ένα διεγερμένο ηλεκτρόνιο; V L. L.6 V L.5 L 7 Νόθευση ημιαγωγών Στοιχεία κατάλληλα για νόθευση ενδογενής C νοθευμένος με ηλεκτρόνια o νοθευμένος με οπές o V 5 6

Νόθευση πυριτίου με δότες (τύπου Νόθευση με 5 σθενή άτομα > φώσφορος (P ή αρσενικό (As ή αντιμόνιο (Sb > τα ηλεκτρόνια σχηματίζουν δεσμούς με το πυρίτιο > > το 5 ο παραμένει χαλαρά συνδεδεμένο Ενέργεια δότη Το 5 ο ηλεκτρόνιο μένει χαλαρά δεμένο με τον πυρήνα > ποια είναι η ενέργεια δέσμευσης; Έστω η περίπτωση που το ηλεκτρόνιο απομακρύνεται άπειρα > πίσω μένει το θετικό ιόν > θετικό και αρνητικό φορτίο σε άπειρη απόσταση > ενέργεια αλληλεπίδρασης ης μηδέν - As + > ενέργεια ελεύθερου ηλεκτρονίου = ελάχιστο ζώνης αγωγιμότητας = Όταν είναι κοντά και αλληλεπιδρούν > δέσμια κατάσταση σαν και του ατόμου υδρογόνου > ο υπόλοιπος κρύσταλλος θωρακίζει την αλληλεπίδραση > διηλεκτρική σταθερά Ενέργεια αλληλεπίδρασης στο υδρογόνο 8.6 V Ενέργεια αλληλεπίδρασης ηλεκτρονίου δότη στο S r (.6 /. V 8 r r.9 > μικρότερο της μέσης θερμικής ενέργειας > ιονισμένα σε θερμοκρασία δωματίου 7 8 Ενεργειακή ζώνη με νόθευση τύπου ltro ry Αγωγιμότητα ημιαγωγού τύπου C για νόθευση όμως άρα ~. V As+ As+ As+ As+ και από τον νόμο δράσης των μαζών As to sts ry 6 S tos x Dst to rystl 9

Νόθευση πυριτίου με αποδέκτες Ενεργειακή ζώνη με νόθευση τύπου ltro ry to sts ry 6 S tos x Dst to rystl + - - - - - - r + ~.5V V Αγωγιμότητα ημιαγωγού τύπου Ενέργειες ιονισμού στο πυρίτιο για νόθευση όμως άρα Η ενέργεια ιονισμού εξαρτάται από το είδος και το στοιχείο πρόσμιξης > γενική απλοποίηση: σε θερμοκρασία δωματίου θεωρούμε όλες τις προσμίξεις ιονισμένες και από τον νόμο δράσης των μαζών

Νόθευση αντιστάθμισης Ενέργεια r σε νοθευμένους ημιαγωγούς Όταν ένας ημιαγωγός έχει και δότες και αποδέκτες: > περισσότερη νόθευση > περισσότερες επανασυνδέσεις > ισχύει πάντα ο νόμος δράσης των μαζών Σε ενδογενή ημιαγωγό Σε νοθευμένο ημιαγωγό Όταν ένας ημιαγωγός έχει πιο πολλούς δότες: Όταν ένας ημιαγωγός έχει πιο πολλούς αποδέκτες: 5 Σε νοθευμένο ημιαγωγό Με νόθευση αντιστάθμισης: σε ημιαγωγόό σε ημιαγωγόό l 6 l l l l Ιονισμός δοτών σε χαμηλές θερμοκρασίες Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες δεν είναι όλοι οι δότες ιονισμένοι / > αριθμός ιονισμένων δοτών Θερμοκρασιακή εξάρτηση συγκέντρωσης περιοχή χαμηλών θερμοκρασιών περιοχή ενδιάμεσων θερμοκρασιών «εξωγενής περιοχή» περιοχή μεγάλων θερμοκρασιών «ενδογενής περιοχή» < s s << > / > > σχέση παρόμοια με την > αλλά με τον παράγοντα ½ γιατί σε κάθε δότη έχουμε μόνο ένα ηλεκτρόνιο Ενέργεια r: / > γνωρίζουμε / l l > > στους Τ= ( / C V As+ As As As As + As+ As+ As + As+ As + As+ As + Θερμοκρασία κορεσμού Τ s : πάνω από αυτή την θερμοκρασία όλοι οι δότες ιονισμένοι Ενδογενής θερμοκρασία Τ : πάνω από αυτή την θερμοκρασία η θερμική διέγερση ενδογενών φορέων είναι μεγαλύτερη των δοτών 7 8

Θερμοκρασιακή εξάρτηση συγκέντρωσης Εξάρτηση κινητικότητας από θερμοκρασία l( l( ( / IRISIC slo = -/ XRISIC s IOIZAIO slo = / / / Μηχανισμοί σκέδασης: > σκέδαση από φωνόνια > σκέδαση από ιονισμένους δότες / / /( Κανόνας Mtss: V - s - ltro Drft Mob blty( L 5 L I = = 6 = 7 = 8 G I = L -.5 S = 9.5 7 8 rtur (K 9 5 Θερμοκρασιακή εξάρτηση αγωγιμότητας > στις χαμηλές θερμοκρασίες κυριαρχεί η αύξηση φορέων από ιονισμό > στις ενδιάμεσες θερμοκρασίες κυριαρχεί η εξάρτηση της ευκινησίας > στις μεγάλες θερμοκρασίες κυριαρχεί η διέγερση ενδογενών φορέων LOGARI HMIC SCA AL lo( Ltt sttr lo( lo( H rtur IRISIC sstty Rs XRISIC -/ / Soutor Mtl IOIZAIO Iurty sttr / Low rtur Εκφυλισμένοι ημιαγωγοί Πολύ ισχυρή νόθευση > πρέπει να χρησιμοποιήσουμε στατιστική r Dr > > τα τροχιακά των δοτών αλληλεπιδρούν μεταξύ τους φτιάχνοντας μια ζώνη που αλληλεπικαλύπτεται με την ζώνη αγωγιμότητας > το χάσμα μικραίνει, η Ε είναι μέσα στην ΖΑ > > μεταλλική συμπεριφορά, δεν ισχύει ο νόμος δράσης των μαζών > συγκέντρωση φτάνει σε μια τιμή κορεσμού ~ Εφαρμογές σε διόδους Zr, ωμικές επαφές και μεταλλικές πύλες Iurts for b ( C C V 5 5

Παράδειγμα 5 Υπολογίστε την αντίσταση ενός κρυστάλλου καθαρού πυριτίου με διαστάσεις. Πόση γίνεται η αντίσταση όταν νοθευτεί με αρσενικό σε περιεκτικότητα προς 9 (b; Για ενδογενές πυρίτιο ( >δίνεται: =.5, μ =5 /Vs, μ =5 /Vs ( Παράδειγμα 5 Όταν το νοθεύσουμε με αρσενικό σε περιεκτικότητα προς 9 > > πόσο όγκο καταλαμβάνουν 9 άτομα πυριτίου; S A > S άτομα καταλαμβάνουν t A 9 άτομα πόσο όγκο καταλαμβάνουν; 9 V [ ] / S (.6 Η αντίσταση 9 L R A C(.5.8 6 - ((5 5 /Vs.8 6.9 5 > σε πόση νόθευση αντιστοιχεί το b; /V / S >δίνεται: ατομική συγκέντρωση Ν S =5 ( 5 - / 9 9 5-5 5 Παράδειγμα 5 Παράδειγμα 6 Σε θερμοκρασία δωματίου όλοι οι δότες είναι ιονισμένοι και από τον νόμο δράσης των μαζών 5 - (.5 5 - -. 6 - Ένα δισκίο πυριτίου νοθεύεται με 6 άτομα αντιμονίου (Sb. Πού είναι το επίπεδο r σε σχέση με το ενδογενές πυρίτιο; > ημιαγωγός τύπου 6-9 - (.6 C(5 (5 /Vs Η αντίσταση L R A.8.8 9.6 > με νόθευση b ηαντίσταση έπεσε από τα 9 στα 9.6 > όμως για το νοθευμένο > όμως για το ενδογενές 6 (.6 V l.5 l.8 V 55 56

Παράδειγμα 6 Εάν το νοθεύσουμε περεταίρω με 7 άτομα βορίου (Β που πάει η ενέργεια r ; 6 - > > ημιαγωγός τύπου 7 -.9 7 - > όμως για το νοθευμένο > όμως για το ενδογενές 7.9 (.6 V l.5 l. V Παράδειγμα 7 Ένα δισκίο πυριτίου νοθεύεται με 7 άτομα αρσενικού. Ποιά είναι η ειδική αγωγιμότητα στους 7 o C ( K και στους 7 o C ( K; - s - t Moblty y( V - tro Drft lt 5 G = = 6 = 7 = 8 = L -.5 S = 9.5 7 rtur (K 8 > στους Κ 7 /Vs > στους Κ -. - /Vs - 6.7-57 58 Παράδειγμα 7 Νοθεύουμε περαιτέρω το δείγμα με βόριο σε συγκέντρωση 9 6 Ποιά είναι τώρα η ειδική αγωγιμότητα στους 7 o C ( K και στους 7 o C ( K; ltro o Drft Mo oblty( V - s - 5 6 - > όμως, όλα τα άτομα νόθευσης είναι ιονισμένα και συνεισφέρουν στην σκέδαση = = 6 = 7 = 8 G = L -.5 S = 9.5 7 rtur (K 8 > > συνολική νόθευση.9 > στους Κ 7-6 /Vs (.96 - - > στους Κ /Vs - - 6. ( Επανασύνδεση φορέων Ηλεκτρόνια στην ζώνη αγωγιμότητας μπορούν να επανασυνδεθούν με οπές > αρχή διατήρησης ενέργειας > αρχή διατήρησης ης ορμής Γενικά γίνεται με δύο τρόπους: > οπτικές μεταβάσεις : Άμεσες μεταβάσεις > μη οπτικές μεταβάσεις: Έμμεσες μεταβάσεις 59 6

Οπτικές μεταβάσεις: άμεσες Εκπομπή ενός φωτονίου με ενέργεια ίση με το ενεργειακό χάσμα του ημιαγωγού Μη οπτικές μεταβάσεις: έμμεσες ατέλειες κρυστάλλου και άτομα προσμίξεων λειτουργούν ως κέντρα επανασύνδεσης > φορείς παγιδεύονται και κάποια στιγμή επανασυνδέονται 6 6 Μηχανισμοί επανασύνδεσης Ζώνες ημιαγωγών άμεσου και έμμεσου χάσματος > αρχή διατήρησης ορμής > το φωτόνιο έχει μηδενική ορμή > μόνο «κατακόρυφες» οπτικές μεταβάσεις επιτρέπονται οπτικές μεταβάσεις: το μέγιστο της ΖΣ και το ελάχιστο της ΖΑ στο ίδιο μη οπτικές μεταβάσεις: το μέγιστο της ΖΣ και το ελάχιστο της ΖΑ στο ίδιο Έμμεσου χάσματος: Ελάχιστο ΖΑ και μέγιστο ΖΣ σε διαφορετικά Συνήθως στοιχειακοί ημιαγωγοί, όπως S, G S Έμμεσου χάσματος: Ελάχιστο ΖΑ και μέγιστο ΖΣ στο ίδιο Μη στοιχειακοί ημιαγωγοί, όπως GAs, G GAs Ημιαγωγός άμεσου χάσματος Π.χ. GAs Ημιαγωγός έμμεσου χάσματος Π.χ. S 6 6

Φορείς πλειονότητας και μειονότητας Θερμική ισορροπία υπό ακτινοβόληση Χαρακτηρίζουμε τους φορείς ως εξής: τύπος φορέα τύπος νόθευσης Αλλαγή φορέων πλειονότητας και μειονότητας λόγω οπτικής διέγερσης Έστω ημιαγωγός νοθευμένος τύπου > > πυκνότητα ηλεκτρονίων > > φορείς πλειονότητας > πυκνότητα οπών > φορείς μειονότητας Έστω ημιαγωγός νοθευμένος τύπου > πυκνότητα οπών > πυκνότητα ηλεκτρονίων > φορείς πλειονότητας > φορείς μειονότητας 65 66 Θερμική ισορροπία υπό ακτινοβόληση Παράδειγμα Έστω ημιαγωγός νοθευμένος τύπου > φορείς πριν την ακτινοβόληση (στο σκοτάδι > φορείς με ακτινοβόληση (στο φώς > στην οπτική ήδέ διέγερση, κάθε ηλεκτρόνιο που διεγείρεται αφήνει πίσω μια οπή > ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ ΟΝ ΝΟΜΟΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΩΝ ΜΑΖΩΝ! Ας υποθέσουμε 6-5 (.5 - - 6 -. 5 Ας υποθέσουμε ότι ακτινοβόληση προκαλεί % περισσότερα ηλεκτρόνια. -.5 6.5-6 - 5.5 6 > αύξηση κατά %.5 6 - > αύξηση κατά φορές 67 68

Χρόνος ζωής φορέων μειονότητας Θερμική ισορροπία Ρυθμός αύξησης της συγκέντρωσης των επιπλέον φορέων μειονότητας t Ρυθμός φωτογέννησης = G Ρυθμό επανασύνδεσης των επιπλέον φορέων μειονότητας μια οπή θέλει τ χρόνο για να επανασυνδεθεί. > άρα πιθανότητα επανασύνδεσης ανά δευτερόλεπτο /τ χρόνος ζωής τ : ο χρόνος που παίρνει ένας φορέας μειονότητας (οπή για να επανασυνδεθεί σε ημιαγωγό χρόνος ζωής τ : αντίστοιχα για ηλεκτρόνια σε ημιαγωγό ΔΕΝ εξαρτούνται από την συγκέντρωση των φορέων πλειονότητας G t > άρα ρυθμός επανασύνδεσης = αριθμός φορέων πιθανότητα = Δ /τ Η θερμική ισορροπία έχει νόημα μόνο για τους φορείς μειονότητας > οι φορείς πλειονότητας είναι έτσι και αλλιώς πολλοί 69 7 Παράδειγμα 8 Παράδειγμα 8 Σχεδιάσετε την χρονική εξέλιξη της συγκέντρωσης οπών όταν ένας ημιαγωγός τύπου ακτινοβολείται από t= μέχρι t=t off (t off >>τ Εισάγουμε τον πολλαπλασιαστικό παράγοντα qt qt > έχει επιλεγεί έτσι ώστε q Λύνουμε πρώτα για το διάστημα ακτινοβόλησης > > G είναι σταθερά G G t t αυτή είναι μια διαφορική πρώτης τάξης της μορφής y q G y qy (τα q και είναι εν γένει συναρτήσεις του χρόνου, αλλά εδώ είναι σταθερές qt qt qt y qy y q y qt qt y qt qt qt qt y t y y q q > συνοριακή συνθήκη: όταν t= τότε y= q αντικαθιστούμε y q G G ( t / qt 7 7

Παράδειγμα 8 Παράδειγμα 8 Στον χρόνο t off >>τ, έχουμε ( t G ( off t off / G Σε χρόνους t>t off, έχουμε G = και άρα t t t > συνοριακή συνθήκη: όταν t=t off τότε Δ =G τ toff / t G off / G t l G ( t / G ( tt off / G ( tt off / 7 7 Παράδειγμα 9 Παράδειγμα 9 Έστω ημιαγωγός άμεσου χάσματος που ακτινοβολείται με φως έντασης Ι(λ το οποίο προκαλεί φωτοδιέγερση. Αν η κβαντική απόδοση είναι η και τ ο χρόνος επανασύνδεσης, ποια είναι η φωτοαγωγιμότητα; γ κβαντική απόδοση η: αριθμός διεγερμένων ζευγών/ / απορροφημένο φωτόνιο φωτοαγωγιμότητα Δσ: σ (με φώς σ (στο σκοτάδι ένταση φωτός I [W/ ] - - - - ροή φωτονίων I / [s ] I / [s ] ρυθμός φωτογέννησης ανά μονάδα όγκου εξίσωση θερμικής ισορροπίας G / D G t σε συνθήκες σταθερής ακτινοβόλησης G t ισχύει G η φωτοαγωγιμμότητα είναι λόγω των επιπλέον φορέων I ( G ( ( D 75 76

Παράδειγμα 9 Διάχυση φορέων Όταν υπάρχει βαθμίδα στην συγκέντρωση φορέων, θα υπάρξει διάχυση > ρεύμα διάχυσης ποιός ο αριθμός ζευγών ηλεκτρονίων οπών που δημιουργούνται ανα δευτερόλεπτο; LWDG II LWD D ηπυκνότητα φωτορεύματος όταν εφαρμόσουμε μ τάση V; II LW IV V / L ( DL 77 78 Διάχυση φορέων Διάχυση οπών Μέσος χρόνος σκέδασης τ Μέση ελεύθερη διαδρομή l= x τ αριθμός φορτίου που έρχεται από δεξιά, ανά μονάδα χρόνου και επιφανείας ( x l / l αριθμός φορτίου που έρχεται από αριστερά, ανά μονάδα χρόνου και επιφανείας Πυκνότητα ρεύματος διάχυσης ( x l / l Dff, ( x l / l ( x l / l l ( x l / ( x l / l l ( x l / ( x l / l D l x x l D Dff D, : συντελεστής διάχυσης D x Αντίστοιχα και για τις οπές Dff, D x 79 8

Ολίσθηση φορέων Όταν υπάρχει βαθμίδα στο δυναμικό, θα υπάρξει ηλεκτρικό πεδίο και ρεύμα > ρεύμα ολίσθησης V V(x V x V x (x Drft, x Drft, x x Διάχυση και ολίσθηση Το συνολικό ρεύμα είναι άθροισμα της διάχυσης (λόγω βαθμίδας στην συγκέντρωση και της ολίσθησης (λόγω βαθμίδας στο δυναμικό > ρεύμα ηλεκτρονίων > ρεύμα οπών x D x x D x > συνολικό ρεύμα 8 8 Διάχυση και ολίσθηση Σχέσεις st Παράδειγμα: εφαρμογή τάσης ( > βαθμίδα δυναμικού και ακτινοβόληση στο ένα άκρο ( > βαθμίδα συγκέντρωσης D x x D x x D : συντελεστής διάχυσης: καθορίζει την ευκολία κίνησης ενός φορέα λόγω βαθμίδας στην συγκέντρωση των φορέων μ : ευκινησία: καθορίζει ρζ την ευκολία κίνησης ηςενός ςφορέα υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου Σχέση st: οι δύο συντελεστές σχετίζονται D D > η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει αναλογικά την διάχυση > απόδειξη: όμως άρα καταλήγουμε l D x x x x D > ισχύει μόνο για ημιαγωγούς, όχι μέταλλα! Γιατί; γνωρίζουμε επίσης D D 8 8

Παράδειγμα Έστω διακύμανση πρόσμιξης τύπου, έτσι ώστε η συγκέντρωση ηλεκτρονίων είναι (x. α Ποια η διαφορά δυναμικού που αναπτύσσεται μεταξύ δύο σημείων με νόθευση και ; Παράδειγμα > το συνολικό ρεύμα είναι V D x x V D x > χωρίς εφαρμογή εξωτερικής τάσης, το ρεύμα μηδενίζεται (θερμική ισορροπία D V x V V V V V V l > η βαθμίδα νόθευσης δημιουργεί εσωτερική βαθμίδα δυναμικού! 85 86 Παράδειγμα Εξίσωση συνέχειας β Υπολογίστε το εσωτερικό πεδίο x όταν η κατανομή συγκέντρωσης είναι ( x x D x x / b Στη γενική περίπτωση μη ισορροπίας θα πρέπει να λύσουμε την χρονοεξαρτημένη εξίσωση συνέχειας Έστω η παρακάτω ημιαγώγιμη ράβδος τύπου : x D x x x όμως x / b x / b x x b b δημιουργία εσωτερικού πεδίου από βαθμίδα στην νόθευση > εφαρμογή σε διόδους, φωτοβολταϊκά,, κ.α. το εσωτερικό πεδίο αυξάνει με την θερμοκρασία, γιατί; > αποτέλεσμα της σχέσης st Μέσα στο διάστημα x ο ρυθμός μεταβολής των οπών είναι G t x ρυθμός μεταβολή ρυθμός ρυθμός μεταβολής οπών ρεύματος επανασύνδεσης φωτοδιέγερσης 87 88

Παράδειγμα ακτινοβόλησης Παράδειγμα ακτινοβόλησης Ακτινοβόληση της μιας άκρης ημιαγωγού τύπoυ Υποθέτουμε ότι η απορρόφηση του φωτός γίνεται σε μικρό πάχος x. > στον υπόλοιπο ημιαγωγό δεν έχουμε απορρόφηση G > > για σταθερή ακτινοβόληση θα έχουμε και σταθερές συνθήκες tt Εξίσωση συνέχειας t x G το ρεύμα έχει δύο συνεισφορές, ολίσθηση και διάχυση στο συγκεκριμένο πρόβλημα κυριαρχεί η διάχυση. Άρα: D D x x Η εξίσωση συνέχειας γίνεται x D L x x x D x μήκος διάχυσης οπών L D D 89 9 Παράδειγμα ακτινοβόλησης Παράδειγμα ακτινοβόλησης Το πρόβλημα είναι x L > της μορφής y y x > > με γενική λύση y A x Συνοριακές συνθήκες ( A Τελική λύση ( x ( Αυτό αντιστοιχεί σε ρεύμα διάχυσης Dff, x / L D D x ( / x L L Η συνοριακή συνθήκη στο ; > ρυθμός γέννησης φορέων = ρυθμό απομάκρυνσής τους D xg Dff, ( ( L x G L ( xg D D / 9 9

Παράδειγμα ακτινοβόλησης Παράδειγμα ακτινοβόλησης Οι αντίστοιχες εξισώσεις ισχύουν και για τα ηλεκτρόνια D μήκος διάχυσης ηλεκτρονίων x / L ff, ( L L D > ρυθμός γέννησης φορέων = ρυθμό απομάκρυνσής τους x G D ( ( L xg ( D L x G D / ( x G ( x G D ( L ( Dff, L D ( L Dff, / / D D / x G ( x G ( D ( D τα ρεύματα ηλεκτρονίων και οπών είναι ίσα και αντίθετα στο x= > μηδέν συνολικό ρεύμα στο x= σε x > όμως οι συντελεστές διάχυσης είναι διαφορετικοί > διαφορετικά ρεύματα διάχυσης > totl = ρεύμα ολίσθησης 9 9 Παράδειγμα ακτινοβόλησης Παράδειγμα ακτινοβόλησης Η διαφορά στους ρυθμούς διάχυσης θα δημιουργήσει διαφορές στις συγκεντρώσεις και άρα εσωτερικά πεδία > ρεύμα ολίσθησης Καθώς δεν υπάρχει εξωτερικό κύκλωμα, το συνολικό ρεύμα είναι μηδέν > καθώς έχουμε ημιαγωγό και >>, το ρεύμα ολίσθησης είναι κυρίως από ηλεκτρόνια Dff, Dff, Drft, Dff, Dff, Drft, Dff, Dff, D D / x / L x / L ( ( L L x G x G ( x ( ( x / L x / L x / L x / L 95 96

Οπτική απορρόφηση Οπτική απορρόφηση Τα ηλεκτρόνια διεγείρονται στην ζώνη αγωγιμότητας Γρήγορα χάνουν την ενέργειά τους (σε φωνόνια και καταλήγουν σε ενέργεια > μετατροπή σε θερμότητα Νόμος t Lbrt Βάθος διείσδυσης I x I Συντελεστής απορρόφησης [ - ] / 97 98 Οπτική απορρόφηση Παράδειγμα Ένα δείγμα GAs ακτονοβολείται στην επιφάνειά του με μια δέσμη lsr H με ισχύ 5 W στο μήκος κύματος 6.8. Πόση ισχύς μετατρέπεται σε θερμότητα; Δίνεται. V P L > > ρυθμός γέννησης ηλεκτρονίων οπών t > υπόλοιπο ενέργειας για κάθε ηλεκτρόνιο ( P > ισχύς θέρμανσης L P H t ( 5 W.96 V.6 V.96 V.76 W 99