KURZUS: Fizika II.

MODUL: Félvezető fizika

8. lecke: A félvezetők szerkezete

A tananyag részletes feldolgozása Tk.: 64-69, 71-76. oldal

Kidolgozott feladatok

Letölthető kidolgozott feladatok: K-17, K-18

Követelmények
  • Leírni a tiszta és az adalékolt félvezetőkben a vezetés mechanizmusát.
  • Tiszta és adalékolt félvezetőkben szimbolikusan lerajzolni az anyag energia szerkezetét.
  • Leírni a kontakt jelenségeket az energia szintek alapján.
  • Helyesen értelmezni a párkeltést és a rekombináció jelenségét.
  • Ismerje a drift- és a diffúziós vezetés alapgondolatait.
  • Számszerűen is tudja kezelni a drift vezetés paramétereit. (Elektronmzgékonyság, driftsebesség stb.)
Ellenőrző kérdések
1. Tiszta félvezetőkben miért alacsony a vezetőképesség szobahőmérsékleten?
Külső erőtér hatására a vezetési sávba felkerülő elektronok vezetik az áramot, de ez csak erős elektromos tér esetén valósul meg.
Az állítás hamis: valójában csak alig kisebb a vezetőképességük, mint a fémeké.
Azért, mert a tiltott sáv szélességük jóval nagyobb, mint a szobahőmérsékleten vett k*T érték, a Fermi-szintjük meg a tiltott sáv közepén van, így kevés elektron tud a vezetési sávba feljutni.
Azért, mert a donorszintek kicsivel a vezetési sáv alatt vannak.
2. Mi okozza a diffúziós áramot?
Külső elektromos erőtér.
A félvezetőben lévő töltéshordozók koncentrációjának nem homogén eloszlása.
A termikus energia.
A meginduló drift-áram.
3. Mi a kisebbségi töltéshordozó fogalma?
A elektron mindig kisebb mint a lyuk, ezért az elektronokat nevezik kisebbségi töltéshordozónak.
Mivel az elektronok sokkal mozgékonyabbak, ezért mindig több az elektron ami vezeti az áramot.
A félvezető adalékolásától függetlenül a termikus energia is létrehoz elektron-lyuk párokat. Ezek hozzáadódnak az adalékolással létrehozott p vagy n típusú töltéshordozókhoz. Így a p típusú félvezetőkben az n típusú elektronok, míg az n típusú félvezetőkben a p típusú lyukak a kisebbségi töltéshordozók.
Az akceptorszinten levő töltéshordozók.
4. Mit értünk párkeltés alatt (a félvezetők esetében)?
Azt, hogy energia hatására egy vegyértéksáv-beli elektron felmegy a vezetési sávba és így keletkezik egy vezetési elektron, a helyén pedig egy lyuk marad hátra.
Azt a folyamatot, ami egy elektron-lyuk pár találkozásakor létrejön.
A tiszta félvezetőkben a párosan létrejövő kovalens kötések feszakadását.
A fém-félvezető találkozáskor létrejövő feszültségkülönbséget.
5. Milyen feszültségű lesz egy p-n átmenet esetén a p oldal?
Pozitív
Negatív.
Semleges.
A hőmérséklettől függően bármi lehet.