Температурная зависимость проводимости полупроводника

Учитывая температурные зависимости концентрации свободных носителей заряда и их подвижности, можно предсказать температурную зависимость проводимости полупроводника.

В области температур ниже температуры истощения примеси (Т < T_s) температурная зависимость проводимости

(4.18)

определяется температурной зависимостью концентрации носителей (так как является степенной функцией температуры, a n - экспоненциальной) и линеаризуется в координатах ln s - 1 /Т. При этом тангенс угла наклона получающейся прямой равен DEd/ 2 k.

В области высоких температур T>Ti, где Тi - температура перехода к собственной проводимости, зависимость s (Т) так же в основном определяется зависимостью n(Т), где n = n_i. График зависимости s (Т) в координатах ln s - 1 /Т и в этом случае имеет вид прямой линии, тангенс угла наклона которой равен E_g/ 2 k (рис.4.8).

В промежуточной области - от температуры истощения примеси до температуры перехода к собственной проводимости (T_s<T<Ti) - все примесные атомы уже ионизированы, однако заметной генерации собственных носителей еще не наблюдается. Поэтому в этой области температур концентрация свободных носителей заряда остается примерно постоянной и равной N_np. В силу этого обстоятельства изменение проводимости полупроводника в указанной области температур определяется температурной зависимостью подвижности m (Т).

а б

Рис. 4.8. Температурная зависимость проводимости примесного полупроводника с различными механизмами рассеяния в области истощения примеси: а - рассеянием на примесях; б - рассеянием на фононах