Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

Характеристики полупроводниковых материалов

Электрофизические характеристики полупроводниковых материалов

Основными электрофизическими характеристиками полупроводниковых материалов являются: ширина запрещенной зоны, подвижность, удельное сопротивление, время жизни, температура плавления, энергия ионизации примесей, начало собственной проводимости. В табл. 5-26…5-30 приведены основные характеристики наиболее распространенных полупроводниковых материалов.

Таблица 5-26 Электрофизические параметры чистых германия и кремния
ПараметрЧисленное значение
ГерманийКремний
Постоянная решетки а, нм0,565754 ±0,000001 при 298 К0,543072±0,000001 при 298 К
Плотность , 103 кг/м35,3234± 0,0025 при 298 К2,3283±0,0003 при 298 К
Температурный коэффициент линейного расширения +0,07 при 40 К
+1,05 при 80 К
+2,20 при 100 К
+5,75 при 300 К
-0,05 при 40 К
-0,77 при 80 К
-0,31 при 100 К
+2,33 при 300 К
Коэффициент упругости
k11
k44
k12

12,88
6,705
4,825

16,56
7,953
6,386
Температура плавления tпл, °С937,2±0,51417±4
Теплота плавления 3290±905000±80
Теплота испарения 37190±9004400±500
Удельная теплоемкость 25000 при 300 К
11100 при 80 К
4,65 при 300 К
1,24 при 80 К
Теплопроводность 0,7 при 300 К
3,0 при 200 К
5,5 при 50 К
11 при 20 К
10 при 10 К
0,5 при 2 К
1,3 при 300 К
2,5 при 200 К
13 при 50 К
17 при 20 К
12 при 10 К
0,3 при 2 К
Температура Дебая 353 при 80 К
406 при 300 К
539 при 80 К
689 при 300 К
Магнитная проницаемость
Диэлектрическая проницаемость 16,3±0,2 при 290 К
15,3±0,2 при 77 К и 1 МГц
11,7±0,2 при 0-1 МГц
13,7 при 24 000 МГц
Коэффициент преломления n4,01 при 300 К и мкм3,42 при 299 К и мкм
Работа выхода 7,52±0,167,68±0,16
Ширина запрещенной зоны 1,056 при 295 К
1,26 при 0 К
1,74 при 295 К
1,93 при 0 К
Температурный коэффициент ширины запрещенной зоны
Эффективная масса m* в единицах m0:
а) тяжелые дырки
б) легкие дырки
в) продольная компонента тензора эффективной массы для электронов
г) "поперечная" компонента

0,34
0,043
1,64 ±0,03

0,082 ±0,001

0,52
0,16
0,90±0,02

0,90±0,02
Дрейфовая подвижность, :
а) электронов
б) дырок
Пьезоэлектрические коэффициенты :
П44
П11
П12
n-тип р-тип

—138 +97,5
—2,3 —3,7
—3,2 +3,2
n-тип р-тип

—13,6 +138
— 102 +6,6
+53,5 —11
Таблица 5-27 Основные физические параметры полупроводников простого состава
Вещество (элемент)Температура плавления, °СШирина запрещенной зоны Подвижность электронов Подвижность дырок
В20002,41
С (графит)40000,16--
G (алмаз)-7,718001200
Si14201,781200500
Ge9361,1539001900
Sn (серое)-0,12820001000
Р (желтый)443,35--
Р (черный)-0,53200350
Se (кристаллический)2200,92-5
Те4520,5617001200
1113,52,0825-
Таблица 5-28 Основные физические параметры полупроводников сложного состава
Вещество (элемент)Температура плавления, °СШирина запрещенной зоны Подвижность электронов Подвижность дырок
Ag2Te
InSb
HgTe
Mg2Sn
HgSe
InAs
PbSe
PbTe
PbS
InP
GaAs
IgSb
Mg2Ge
GaSb
MgSi
Mg3Sb2
Ag2S
CdTe
AlSb
SiC
Cu2О
ZnO
955
523
670
778
690
942
1065
917
1114
1050
1280
546
1115
725
1102
1228
842
1045
1060
2700
1232
1,975
0,27
0,29
0,32
0,32
0,48
0,46
0,88
0,96
0,96
2,1
2,2
0,96
1,04
1,12
1,20
1,28
1.6
2.4
2,42
2,4
2,5
5,1
4000
80 000
17 000
300
10 000
30 000
1500
2100
600
3500
4000
60
500
5000
400
20
50
450
50
60
-
200
-
4000
100
250
-
200
1500
800
800
700
400
350
100
1000
70
80
-
100
150
10
100
-
Таблица 5-29 Энергия ионизации примесных центров в германии
Группа
периодической системы
ЭлементДонор (Д) или акцептор (А)
ILiД0,016-
Cu1A-0,064
2A-0,40
AuД0,84-
1A-0,25
2A-0,32
IIZnA-0,46
IIIВA-0,166
AIA-0,164
GaA-0,172
InA-0,178
TA-0,022
VPД0,0193-
AsД0,0203-
SbД0,0155-
BiД0,192-
VIIMnA-0,244
Д0,56-
VIIIFe2A-0,63
1A-0,56
CoД0,495-
A-0,40
NlД0,48-
A-0,35
Pf1A-0,064
2A-0,736
Таблица 5-30 Энергия ионизации примесных центров в кремнии
Группа пертодической системыЭлементДонор (Д) или акцептор (А)
ILiД0,53-
AuД0,86-
А-0,56
IIZn-0,50
-0,88
IIIВА-0,072
AIА-0,091
GaА-0,104
InА-0,246
VРД0,063-
AsД0,079-
SbД0,63-