Примесный полупроводник р-типа. Концентрация основных и неосновных носителей заряда. Положение уровня Ферми в зависимости от степени легирования и температуры

Примесный - полупроводник, электрофизические свойства которого в основном определяются примесями.

Если, например, в германий добавить алюминия, галлия или индия, то в кристалле создается избыток дырок. Тогда полупроводник будет обладать дырочной проводимостью - полупроводник p – типа, примесь такого типа - акцепторная.

Дырочная примесная электропроводимость создается атомами имеющими меньшее количество валентных электронов, чем основные атомы.

Положение уровня Ферми в примесных полупроводниках может быть найдено из условия электронейтральности кристалла.

Для полупроводника p-типа

p_p>>n_p

C ростом темп-ры атомы примеси отдают свои 5-ые валентные электроны, проявляется конечная концентрация вал. электронов. На начальном участке уровень Ферми понижается. При дальнейшем повышении Т все большее число атома примеси отдает свои электроны и при определенной Т, называемой Т истощения примеси(Т_S), вся примесь оказывается ионизированной. При этом при всех Т не равных 0, появляется вероятность разрыва ковал. связи, в рез-те чего возникает 2 носителя: электрон и дырка. Ур-нь Ферми начнет подниматься. При E_F=E_Д => T=T_S и

С ростом Т растет собств. составляющая концентрации и уровень Ферми продолжает подниматься. При T>T_S

При T>T_комн происходит существенный рост собственной концентрации и при опред.Т собств.конц-я может стать > чем примесная, в этом случае проводник превратится в собственный, а уровень Ферми окажется на середине ЗЗ. Т при которой это имеет место называется Т_{иониз .}