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.
19 krystal polovodiče, rozdělený souřadnici dělící stěnou
na dva díly. Chceme-li udrţovat difuzní proud rozhraním, musíme
vlevo dodávat nové nosiče náboje. pole,
pohybují částice bez cíle neuspořádaným pohybem. Tím díra přemísťuje, vzniká
vodivost typu Elektrony díry vzniklé dotováním nazýváme majoritními náboji. Levý díl obsahuje kladné nosiče náboje, tedy díry, zatímco pravý díl prázdný.28)
Znaménko mínus říká, kladné částice díry měly před rozmezím větší hustotu, rozmezím menší,
tedy dochází spádu hustoty vlivem difuze. Podle
Ohmova zákona diferenciálním tvaru úměrný této intenzitě tedy gradientu potenciálu. Tento
jev mimořádný význam rozhraní spojených polovodičů kde vzniká difuzní napětí. Dejme tomu, obr. V
jednorozměrném směru proudu
J E (-x) (2.Vliv prostředí elektromagnetické pole
61
Pro technickou praxi však důleţitější tzv.29)
obr. Atom donoru zasazený krystalové mříţe nebo valenčním pásmu pět
elektronů.
e
Tk
(2. 12,5 cm3
/s, cm3
/s.
Difuzní proud můţe vznikat jako pohyb nabitých částic místa jejich větší hustoty místa s
hustotou menší. 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. Jestliţe krystalu nepůsobí el. Nad průřezem 0
protéká difuzní proud. čase t
= bude náhle dělící stěna odstraněna.
Difuzní konstanty jsou pro díry elektrony různé. poruchová vodivost, získaná příměsí buď donoru (V. Kmitání způsobuje nejen příleţitostné vytrţení valenčních elektronů jejich vazeb, ale také
neuspořádaný, chaotický pohyb volných elektronů děr). Např. Tento proud také nazývá driftový proud. kaţdém krystalu dochází kmitání jeho částic, které zvětšuje rostoucí
teplotou. Jeho hustota Jdif úměrná gradientu hustoty faktor úměrnosti nazveme
konstantou difuze D. skupiny Al,Ga,In) čistému germaniu nebo křemíku
ze IV. Podobně jako molekuly plynů, mají tyto částice
tendenci rozptýlit rovnoměrně celém prostoru krystalu prostřednictvím difuzního proudu. 2. V
polovodičích uplatňuje druhý mechanismus vedení: difuze nosičů náboje pod vlivem spádu jejich
hustoty.27)
Díry jakoţto kladně nabité částice pohybují řádově niţším potenciálům, elektrony jako záporně
nabité částice směřují potenciálům vyšším. Dochází difuzi.
gradDe
x
n
DeJ P
dif ()(
np) (2.19
.
Jak jiţ bylo řečeno působením elektrického pole intenzitou protéká vodičem buzený proud.2. Nosiče začnou zcela jistě zaplňovat celý krystal, takţe čase t1
a ještě později čase bude měnit koncentrace nosičů. Difuzní
pochod podporován vysokými teplotami pohyblivostí nosičů Obecně platí Einsteinova rovnice
pro vzájemnou souvislost difuzní konstanty pohyblivosti
D b.
Opačně, je-li čisté nebo dotováno akceptorem, vzniká defekt elektronu (díra) valenční vazbě
přimíseného atomu, který můţe být nahrazen jiným elektronem.
skupina P,As,Sb) nebo akceptoru (prvky III. skupiny
