„Dópolás” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
a ISBN link(ek) sablonba burkolása MediaWiki RfC alapján |
a sávelhajlás linkje |
||
31. sor:
A dópolás során a félvezetőbe juttatott szennyezők megengedett energiaszinteket alakítanak ki a tiltott sáv belsejében. A szennyezőket aszerint kategorizálják, hogy mely sávhoz vannak közel ezek az új állapotok. Donor állapotoknak nevezzük azokat az állapotokat, melyek a vezetési sáv alja közelében alakulnak ki és az ilyen állapotokat kialakító szennyezőket donor típusú szennyezőknek nevezzük. Hasonlóképpen, ha egy szennyező a vezetési sáv közepén alakít ki új állapotokat, akkor a szennyezőt akceptor szennyezőnek, az új állapotokat akceptor állapotoknak nevezzük. Az akceptor és donor állapotok energiaszintjére szokásos még a donor nívó és akceptor nívó elnevezéseket használni. Ezen energiaszintek és a hozzájuk közel eső sáv energiakülönbségét a dópolási nívó kötési energiájának nevezzük. Ez az ''E<sub>B</sub>'' energia jellemzően kicsi a tiltott sávhoz képest. Például bórral szennyezett szilícium esetén ez az energia 0,045 eV, mely a tiltott sáv 1,12 eV szélességéhez képest elég kicsi. Az ''E<sub>B</sub>'' kötési energia általában olyan kicsi, hogy szobahőmérsékleten létrejöhet a szennyező atomok termikus ionizációja, ami során szabad töltéshordozók jelennek meg a vezetési- vagy vegyértéksávban.
A szennyezők másik fontos hatása a sávok eltolása a [[Fermi-szint]]hez képest. A dópolás hatására a Fermi-szint közeledni fog ahhoz a sávhoz, mely közelében nagy koncentrációjú dópolással donor vagy akceptor nívót hozunk létre. Mivel termikus egyensúlyban egy rendszer minden pontján azonos a Fermi-szint, így például különféle módon dópolt rétegek egymásra helyezésével az egyes rétegek sávszerkezetében [[sávelhajlás]] jön létre, melynek sokféle elektromos alkalmazása van. Alapvető példa a p-n átmenet, melyben a kiürített tartományt az alakítja ki, hogy az egymás mellett kontaktusba hozott p és t tartományok között a Fermi-szint kiegyenlítődik, mely úgy lehetséges, ha a kontaktus közelében a két tartomány energiasávjai elhajlanak. A rétegszerkezetek sávelhajlásainak szokásos ábrázolása a sávdiagram, mely általában a vezetési és vegyértéksávok széleit, illetve a donor és akceptor nívókat mutatja valamilyen térbeli koordináta (gyakran a rétegszerkezet felületeire merőleges irány) függvényében. Gyakran érdemes az ábrán jelölni az egyensúlyi Fermi-szintet és a dópolás nélkül érvényes ''E<sub>i</sub>'' intrinszik Fermi-szintet is. Sávdiagramok segítségével sok félvezető eszköz működése könnyen szemléltethető.<span class="cx-segment" data-segmentid="98"></span>
=== Összefüggés a töltéshordozó-koncentrációval ===
| |||