Cílem předmětu je seznámení se základními pojmy teorie elektromagnetického pole. Po prostudování modulu by měl student být schopen orientovat se v základní terminologii elektrotechniky, řešit elementární úlohy z elektro/magnetostatického pole, stacionárního a kvazistacionárního pole a měl by znát základní principy šíření elektromagnetických vln.
V
polovodičích uplatňuje druhý mechanismus vedení: difuze nosičů náboje pod vlivem spádu jejich
hustoty. toho jen čtyři jsou vázány sousedním atomům polovodiče, pátý bez valenční vazby,
snadno (jiţ při pokojové teplotě) přechází pásma vodivosti vytváří vodiči vodivost typu N. čase t
= bude náhle dělící stěna odstraněna. Nad průřezem 0
protéká difuzní proud.
Difuzní konstanty jsou pro díry elektrony různé. skupiny Al,Ga,In) čistému germaniu nebo křemíku
ze IV. V
jednorozměrném směru proudu
J E (-x) (2. Chceme-li udrţovat difuzní proud rozhraním, musíme
vlevo dodávat nové nosiče náboje. Dejme tomu, obr. poruchová vodivost, získaná příměsí buď donoru (V.
skupina P,As,Sb) nebo akceptoru (prvky III. Kmitání způsobuje nejen příleţitostné vytrţení valenčních elektronů jejich vazeb, ale také
neuspořádaný, chaotický pohyb volných elektronů děr). Tento proud také nazývá driftový proud.19 krystal polovodiče, rozdělený souřadnici dělící stěnou
na dva díly.27)
Díry jakoţto kladně nabité částice pohybují řádově niţším potenciálům, elektrony jako záporně
nabité částice směřují potenciálům vyšším. Tento
jev mimořádný význam rozhraní spojených polovodičů kde vzniká difuzní napětí.
gradDe
x
n
DeJ P
dif ()(
np) (2. skupiny. Jestliţe krystalu nepůsobí el. 12,5 cm3
/s, cm3
/s.Vliv prostředí elektromagnetické pole
61
Pro technickou praxi však důleţitější tzv. 2. Tím díra přemísťuje, vzniká
vodivost typu Elektrony díry vzniklé dotováním nazýváme majoritními náboji. pole,
pohybují částice bez cíle neuspořádaným pohybem. Jeho hustota Jdif úměrná gradientu hustoty faktor úměrnosti nazveme
konstantou difuze D. Atom donoru zasazený krystalové mříţe nebo valenčním pásmu pět
elektronů. Nosiče začnou zcela jistě zaplňovat celý krystal, takţe čase t1
a ještě později čase bude měnit koncentrace nosičů.
e
Tk
(2.29)
obr.2.28)
Znaménko mínus říká, kladné částice díry měly před rozmezím větší hustotu, rozmezím menší,
tedy dochází spádu hustoty vlivem difuze.
Jak jiţ bylo řečeno působením elektrického pole intenzitou protéká vodičem buzený proud. Podobně jako molekuly plynů, mají tyto částice
tendenci rozptýlit rovnoměrně celém prostoru krystalu prostřednictvím difuzního proudu.
Difuzní proud můţe vznikat jako pohyb nabitých částic místa jejich větší hustoty místa s
hustotou menší.
Opačně, je-li čisté nebo dotováno akceptorem, vzniká defekt elektronu (díra) valenční vazbě
přimíseného atomu, který můţe být nahrazen jiným elektronem. Dochází difuzi.19
. kaţdém krystalu dochází kmitání jeho částic, které zvětšuje rostoucí
teplotou. Levý díl obsahuje kladné nosiče náboje, tedy díry, zatímco pravý díl prázdný. Difuzní
pochod podporován vysokými teplotami pohyblivostí nosičů Obecně platí Einsteinova rovnice
pro vzájemnou souvislost difuzní konstanty pohyblivosti
D b. Např. Podle
Ohmova zákona diferenciálním tvaru úměrný této intenzitě tedy gradientu potenciálu
