Зависимость концентрации носителей заряда от температуры

Для собственного полупроводника концентрация свободных носителей заряда в зависимости от температуры определяется выражением

n=A ^. EXP(-W_o/2kT),

где

• n - концентрация носителей заряда;
• W_o - ширина запрещенной зоны;
• k постоянная Больцмана;
• A константа, зависящая оттемпературы;

Для примесных полупроводников

n₁=B ^. EXP( W_п/2kT),

где

• W_п - энергия ионизации примеси;
• В - константа, не зависящая от температуры.

При увеличении концентрации носителей заряда в полупроводниках выше определенного предела она практически перестает зависеть от температуры. Для электронов критическая концентрация имеет порядок 10²⁵ м^-3. Такие полупроводники называются вырожденными.

Зависимость концентрации носителей заряда от температуры при разном содержании примесей показана на рисунке. Увеличением концентрации примесей с низкой подвижностью в данном примесном полупроводнике можно добиться увеличения его удельного сопротивления.

Так, используя глубокий акцептор хром можно получить арсенид галлия с удельным сопротивлением до 10⁶ Ом^.м. Такие полупроводники относятся к высокоомным компенсированным.