2.1. При выполнении расчётов следует учитывать, что параметры полупроводников приведены в табл. 1 для температуры Т =300 К. Поэтому при расчёте равновесных концентраций собственного полупроводника по формуле (1.1) необходимо учитывать температурные зависимости эффективных плотностей N, Nc и Nv, пользуясь выражениями (1.2,1.3,1.4), а также температурную зависимость ширины запрещённой зоны Δ W.
2.2. Ширину запрещённой зоны Δ W для германия при температурах выше 200 0 К можно определить по эмпирической зависимости Δ W =0,782 – 3,9·10-4 · Т (эВ).
2.3. Для ширины запрещённой зоны кремния при температурах выше справедливо аналогичное соотношение Δ W =1,205 – 2,84·10-4 · Т (эВ).
2.4. Вычисленные по п.п. 2.2 и 2.3 значения Δ W при подстановке в формулу (1.1) следует из эВ перевести в джоули, умножив их на заряд электрона q.
2.5. При вычислении уровней Ферми и построении энергетических диаграмм электронного и дырочного полупроводников, а также электронно-дырочного перехода необходимо в каждом случае их отсчёт производить не от уровня W =0, а от нижнего уровня зоны проводимости Wc каждой (n или p) областей полупроводника. Тогда выражения (1.4), (1.7) и (1.8) преобразуются соответственно к виду (не забудьте про соответствие единиц измерения)
, (1.41)
, (1.71)
. (1.81)
2.6. При построении энергетических (зонных) диаграмм рекомендуется для всех энергетических уровней использовать единицу измерения – эВ.
Таблица 1.
Основные параметры Ge, Si и GaAs
Параметр (при Т =300 К) | Германий | Кремний | Арсенид галлия |
Собственное удельное сопротивление ρ, Ом.см | 2,3•105 | 108 | |
Ширина запрещённой зоны Δ Wз, эВ | 0,67 | 1,12 | 1,42 |
Эффективная масса электрона по отношению к массе свободного электрона mn/ m 0 | 0,22 | 0,33 | 0,07 |
То же для дырок mр/ m 0 | 0,39 | 0,55 | 0,5 |
Эффективная плотность состояний, см -3 | |||
в зоне проводимости Nc | 1019 | 2,8•1019 | 4,7•1017 |
в валентной зоне Nv | 6•1018 | 1019 | 7•1017 |
Собственная концентрация ni 0, см -3 | 2,4•1013 | 1,45•1010 | 1,8•106 |
Подвижность, см2/В•с | |||
электронов μn | |||
дырок μр | |||
Коэффициент диффузии, см2/с | |||
электронов Dn | |||
дырок Dр | |||
Электрическое поле пробоя, В/см | 1,42 | 1,05 | 1,15 |
Относительная диэлектрическая проницаемость ε |