Консультация № 195307
18.04.2019, 20:04
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Определите положение уровня Ферми в собственном полупроводнике, если энергия активации в нём равна 0.2 эВ. За нулевой уровень отсчёта примите потолок валентной зоны.
Ответ дайте в эВ с точностью до двух цифр после десятичной точки.

Обсуждение

давно
Старший Модератор
312929
1973
23.04.2019, 19:15
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!

Зависимость концентрации электронов n и дырок p от температуры определяется формулами:


где E[sub]v[/sub] - потолок валентной зоны, E[sub]F[/sub] - уровень Ферми, E[sub]c[/sub] - дно зоны проводимости, m[sub]n[/sub][sup]*[/sup] и m[sub]p[/sub][sup]*[/sup] - эффективные массы электронов и дырок. Для собственного полупроводника концентрации электронов и дырок равны (n = p), так как каждый электрон, покинувший валентную зону, создает одну дырку. Следовательно,

откуда для уровня Ферми имеем

Если эффективные массы электронов и дырок равны, то уровень Ферми при любой температуре будет располагаться посередине запрещенной зоны.

Для собственного полупроводника (в котором отсутствует примесная проводимость и электроны переходят только из валентной зоны в зону проводимости) энергия активации равна ширине запрещённой зоны. В данном случае ширина запрещённой зоны равна 0.2 эВ, а уровень Ферми (расположенный посередине запрещенной зоны), будет равен 0.1 эВ относительно потолка валентной зоны.
5
Это самое лучшее решение!
Форма ответа