5. Неравновесная и равновесная функции распределения.

Где: F- неравновесная ф-я, -равновесная ф-я, -время релаксации.

Релаксация – процесс установления термодинамического равновесия. Время релаксации – время в течении которого разность F- уменьшается в е(2.7) раз.

Кинетическое уравнение Больцмана.

При внешних воздействиях функция распределения электронов по энергиям становится неравновесной. В рамках квантовой теории изменение функции распределения электронов описывается следующим уравнением, называемым кинетическим уравнением Больцмана:

f- функции распределения плотности .

Первое слагаемое правой части характеризует изменение функции распределения под действием внешних полей, изменяющих состояние электронов в координатном пространстве и пространстве волновых векторов. Эту часть называют полевым членом уравнения Больцмана. Изменение функции распределения электронов по состояниям в k-пространстве в результате рассеяния электронов описывается в кинетическом уравнении последним слагаемым, называемым столкновительным членом уравнения.

6. Уровни Тамма.

Таммом было показано, что обрыв периодичности кристаллического потенциала на поверхности приводит к появлению локализованных состояний, энергетические уровни которых располагаются в запрещенной зоне. Эти состояния называют поверхностными состояниями или уровнями Тамма.

Реальная поверхность полупроводника, с которой приходится иметь дело, весьма далека от идеальной, ибо на ней практически всегда имеют место различного рода макроскопические и микроскопические структурные дефекты. Все это приводит к появлению локализованных на поверхности полупроводника состояний, которые в зависимости от степени сродства к электрону и дырке, положения уровня Ферми на поверхности могут проявлять себя как донорные или акцепторные центры захвата или рекомбинационные ловушки электронно-дырочных пар. При наличии, например, донорных состояний на поверхности, которые, как известно, могут быть либо нейтральными, либо заряженными положительно при отдаче электрона в зону проводимости, поверхность полупроводника будет заряжена положительно. При наличии акцепторных состояний поверхность полупроводника будет заряжена отрицательно. В условиях термодинамического равновесия полупроводник в целом электронейтрален. В приповерхностной области в присутствии заряда в поверхностных состояниях электронейтральность обеспечивается тем, что электрическое поле вблизи поверхности, вызванное зарядом Q_s, приводит к перераспределению подвижных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника, в результате чего в ней возникает пространственный заряд.

На рисунках представлены акцепторный и донорный уровни Тамма соответственно.

7. п\н переход.

Электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Г де кси(1) и кси(2)(назовем так, один хрен) работа выхода. Uкрп- контактная разность потенциалов.

При наложении внешнего напряжения:

• Прямое включение. При подключении внешнего источника уровни Ферми раздвигаются на величину U*e. Суммарное поле в области контакта теперь меньше, это приводит к инжекции носителей заряда в область контакта. Сопротивление пн перехода уменьшается, ток увеличивается.

• Обратное включение. Поле контактной разности потенциалов и внешнее совпадают, следовательно поле увеличивается, уровни Ферми смещаются на U*e, но в другую сторону. Имеет место экстракция. Сопротивление пн перехода увеличивается, а ток уменьшается. Таким образом при прямом включении наклонные линии на рисунке стремились к оси х, а при обратном включении к оси Е.

При высоких температурах уровень Ферми смещается к середине З.З., поэтому выпрямительные свойства исчезают.