Introduktion till halvledarteknik

En presentation över ämnet: "Introduktion till halvledarteknik"— Presentationens avskrift:

1 Introduktion till halvledarteknik

2 Innehåll 3 Energiband och laddade partiklar i halvledare

3 Laddningsbärar koncentration
Temperaturberoende

4 Fermi fördelning vid intrinsik (odopad) halvledare

5 Fermi fördelning vid n-dopad halvledare

6 Fermi fördelning vid p-dopad halvledare

7 Elektron och hålkoncentration I jämnvikt
För elektroner gäller Där är tillståndstätheten i cm-3 Integrering ger (appendix IV)

8 Elektron koncentrationen I jämnvikt
Effektiva tillståndstätheten Ec-Ef>kT

9 Hål koncentrationen i jämnvikt
Effektiva tillståndstätheten Ef-Ev>kT

10 Banddiagram (odopad)

11 Banddiagram (n-typ)

12 Banddiagram p-typ

13 Effektiva massan Effektiva massan vid beräkning av tillståndstäthet, kisel Effektiva massan vid beräkning av konduktiviteten (förflyttning av laddning), kisel 6 st energiytor i kisel

14 Effektiva massan För GaAs där ledningsbandet är sfäriskt är effektiva massan för elektroner i beräkning av tillståndstäthet och konduktivitet lika (0.067mo)

15 Effektiva massan tabell

16 Temperatur beroendet i laddningsbärar koncentration
Arreniusplot!

17 Kompensering och laddningsneutralitet
Dopad med 1015 cm-3 Donatorer (n-typ)

18 Kompensering och laddningsneutralitet
Nd>Na Nd=Na n0=p0=ni

19 Konduktivitet och mobilitet
Termiska rörelser för elektron fast mtr. Drifthastighet i elektriskt fält I genomsnitt för ett större antal elektroner kan man inte se någon netto rörelse Med ett elektriskfält får vi en netto rörelse

20 Konduktivitet och mobilitet
px och t beror då på elektronens spridning i kristallgittret mobilitet Kan även skrivas som

21 Konduktivitet och mobilitet
Effektiva konduktivitetets massan beräknas för elektroner I kisel med; Eller hämtas ur tabell!

22 Drift och Resistans Både hål och elektronrörelse I mtr.

23 Temperatur och dopningens inverkan på mobilitet
Beräkning av mobilitet Sannolikheten ökar för spridning då termiska hastigheten minskar hos laddningsbäraren

24 Temperatur och dopningens inverkan på mobilitet

25 Effekter vid höga fält vdsat
Laddningsbärarhastigeten har ett maximalt värde! kisel vdsat Vid vdsat minskar mobiliteteten med ökat elektrisktfält

26 Hall effekt ( i en p-typ halvledare)
Magnetisk kraft som verkar på hålen Ett elektrisk fält uppstår som motverkar vidare förflyttning av hålen Hall koefficient

27 Hall effekt ( i en p-typ halvledare)
Mätning av Hall spänningen ger en noggrann mätning av hål koncentrationen Hall koefficient och resistivitet ger en mätning av mobilitet

28 Fermi nivå vid jämnvikt
Ofyllda tillstånd i M2 Fyllda tillstånd i M1 EF1=EF2