Предыдущая
При отсутствии внешнего электрического поля никаких токов в полупроводнике нет, и он остается электронейтральным, так как все направления теплового движения носителей зарядов равновероятны [8]. Напротив, под действием приложенного электрического поля хаотическое тепловое движение электронов и дырок приобретает упорядоченное взаимнопротивоположное направление вдоль поля. Возникает общий, так называемый, дрейфовый ток (ток проводимости), плотность j которого равна сумме электронной jn и дырочной jp составляющих
j = jn + jp (9)
Перемещение подвижных носителей под действием приложенного внешнего напряжения сопровождается многочисленными столкновениями их с атомами кристаллической решетки. В промежутках между столкновениями электроны приобретают энергию от электрического поля, а при столкновении ее теряют. В результате электрон движется с некоторой средней скоростью vn , пропорциональной напряженности электрического поля Е:
(10)
где
- подвижность электрона (аналогично 
- подвижность дырки), равная средней скорости, приобретаемой носителем заряда в электрическом поле с единичной напряженностью Е [8,10]. Для германия 
, 
, а для кремния 
, 
.
Аналогично для дырок:
(11)
В соответствии с [2,8,9] плотность тока j равна общему заряду q электронов в единице объема с концентрацией n, проходящему через единичное сечение проводника. Поэтому с учетом (10) и (11) имеем для электронной jn и дырочной jp составляющих плотности:
(12)
(13)
Кроме того, в соответствии с законом Ома плотность тока определяется
(14)
где
и 
– соответственно удельные электропроводность и сопротивление.
Из выражений (9), (12), (13) и (14) следует, что общая плотность дрейфового тока и удельная электропроводность определяются как
(15)
(16)
Для собственного полупроводника n=p=ni и тогда
(17)
(18)
Подставляя в (18) ni из уравнения (6), получаем окончательное выражение для собственной электропроводности полупроводника
(19)
где
.
Соответственно для удельного сопротивления имеем:
(20)
где
.
Таким образом, электропроводность собственного полупроводника зависит от концентрации носителей зарядов, их подвижности и температуры. Чем выше температура, тем удельная электропроводность выше, причем, эта зависимость носит экспоненциальный характер [11].
j = jn + jp (9)
Перемещение подвижных носителей под действием приложенного внешнего напряжения сопровождается многочисленными столкновениями их с атомами кристаллической решетки. В промежутках между столкновениями электроны приобретают энергию от электрического поля, а при столкновении ее теряют. В результате электрон движется с некоторой средней скоростью vn , пропорциональной напряженности электрического поля Е:
(10)где
- подвижность электрона (аналогично - подвижность дырки), равная средней скорости, приобретаемой носителем заряда в электрическом поле с единичной напряженностью Е [8,10]. Для германия , , а для кремния , .Аналогично для дырок:
(11)В соответствии с [2,8,9] плотность тока j равна общему заряду q электронов в единице объема с концентрацией n, проходящему через единичное сечение проводника. Поэтому с учетом (10) и (11) имеем для электронной jn и дырочной jp составляющих плотности:
(12) (13)Кроме того, в соответствии с законом Ома плотность тока определяется
(14)где
и – соответственно удельные электропроводность и сопротивление.Из выражений (9), (12), (13) и (14) следует, что общая плотность дрейфового тока и удельная электропроводность определяются как
(15) (16)Для собственного полупроводника n=p=ni и тогда
(17) (18)Подставляя в (18) ni из уравнения (6), получаем окончательное выражение для собственной электропроводности полупроводника
(19)где
.Соответственно для удельного сопротивления имеем:
(20)где
.Таким образом, электропроводность собственного полупроводника зависит от концентрации носителей зарядов, их подвижности и температуры. Чем выше температура, тем удельная электропроводность выше, причем, эта зависимость носит экспоненциальный характер [11].
