Raccolta delle cariche: mobilità  Contatori a stato solido  Contatori a stato solido

Conduzione intrinseca

Nel caso dei semiconduttori, il gap fra la banda di valenza e la banda di conduzione é di circa 1 eV (nei materiali isolanti il gap e >5 eV). A differenza dei materiali conduttori in cui la banda di conduzione é parzialmente piena, nei semiconduttori gli elettroni devono prima superare il gap di banda per raggiungere la banda di conduzione: quindi la conduttività é sempre ordini di grandezza minore rispetto a quella di un conduttore. Inoltre la ``conduttività intrinseca'' dipende dalla temperatura $$\gamma = \gamma_0 \times e^{\frac{\Delta W}{2 k T}}$$

dove $\Delta W$ é l'energia di attivazione della conduzione intrinseca, e cioé la differenza in energia fra la banda di valenza e la banda di conduzione.

                                                                        Figura 5.1: livelli energetici in un semiconduttore
 
 

Quando un elettrone passa nella banda di conduzione, dopo avere superato il gap di banda (energia di attivazione della conduzione intrinseca), viene generato un livello energetico libero nella banda di valenza del semiconduttore, che era prima satura.

Il movimento degli elettroni nella banda di conduzione dà origine alla conduzione elettronica o di tipo n.

Il movimento di un elettrone nella banda di valenza é equivalente al movimento di una carica positiva (buca). La conducibilità dovuta alle buche é detta conduzione di tipo p.

In ogni istante, in un materiale intrinseco, il numero di portatori di cariche positive e negative si eguaglia. In particolare la probabilità di generare una coppia di portatori di carica ad una determinata temperatura é

$$p(T) = C \times T^{\frac{3}{2}} \times e^{\frac{\Delta W}{2 k T}}$$

In mancanza di un campo elettrico applicato, le coppie cosí create si ricombinano prontamente, producendo nel materiale una concentrazione di equilibrio che ha una ripida dipendenza dalla temperatura.

5/13/1998