Рассеяние на тепловых колебаниях решетки

и квазиимпульсом):
1) Электрон передает часть своей энергии решетке – в

2) Электрон получает часть энергии от решетки – в результате такого рассеяния исчезает фонон с энергией и квазиимпульсом (число фононом уменьшается на 1)

Время рассеивания и длина свободного пробега электронов на оптических фононах в ионном кристалле при высоких температурах:

Время рассеивания и длина свободного пробега электронов на оптических фононах в ионном кристалле при низких температурах:

Полупроводники с ионным характером связи

электронов и дырок не зависит от положения уровня Ферми.
- Ширина

- Отношение концентраций электронов и дырок.

- Электростатический потенциал (потенциал середины запр. зоны)

Для электронов
Для дырок

В общем виде потенциал Ферми:

В условиях равновесия: т.е.

и , то

Полученные решения справедливы при условии , а полупроводники, у которых выполняется это условие, называются невырожденными.

Потенциал Ферми для невырожденных п/п:

2) Если , и следует уравнение: , решениями которого будут химические потенциалы:

Решения действительны при условии

Полупроводники, у которых концентрация свободных носителей существенно превышает эффективную плотность состояний в разрешенной зоне, называют вырожденными и полуметаллами.

то концентрация носителей:
Для электронного п/п:

Уровень Ферми

Условие электронейтральности:

электрическом поле с напряженностью 1В/см.
Средняя тепловая скорость:
При Т=300К и m*=m

При небольших электрических полях дрейфовая скорость намного меньше тепловой. Подвижность можно выразить:

Где tср и lср – средние величины времени и длины свободного пробега.

механизмов рассеяния: на атомах решетки и ионах примеси
При решеточном рассеивании:
При

В обычном диапазоне температур:

Для Si b=2,8
Для Ge b=2,1

электронного и дырочного полупроводников:

С участие ловушек

104 см/c и более)
Эффективное время жизни (объемная и поверхностная рекомбинации):

коэффициенты действующих масс связаны с концентрацией примеси:
Коэффициент K2 (T) также

Условие равновесия:

r – коэффициент рекомбинации, - скорость генерации.

- Количество актов рекомбинации в единице объема и в единице времени (скорость рекомбинации носителей в равновесном состоянии).

Средний интервал между актами рекомбинации (среднее время жизни):

Условие равновесия: