Зависимость электропроводности полупроводников от внешнего электрического поля.

Графически зависимость удельной электропроводимости ПП от нап­ряженности внешнего электрического поля показала на рисунке З.8.

Рисунок 3.8

Участок I соответствует выполнению закона Ома - линейной зави­симости тока от напряжения.

Участок 2 соответствует термоэлектронной ионизации, когда уве­личивается проводимость за счет увеличения подвижности носителей заряда на пути между соударениями.

Участок 3 электростатической ударной ионизации. Энергетические зоны у ПП в сильном электрическом поле становятся наклонными (рисунок 3.9) за счет дополнительной энергии, обусловленной внешним электрическим полем.

Рисунок 3.9

Возможен переход электронов из валентной зоны и примесных уров­ней в зону проводимости без изменения энергии, т.е. путем туннель­ного "просачивания" электронов через запрещенную зону (рисунок 3.9, горизонтальные переходы I и 2). Этот механизм увеличения концент­рации носителей заряда под действием сильного электрического поля напряженностью порядка 10⁸ В/м называют электростатической иониза­цией. Ударная ионизация возможна, если свободный электрон под дей­ствием внешнего электрического поля приобретает энергию, достаточ­ную для перехода из валентной зоны в зону проводимости.

Участок 4 (рисунок 3.8) - пробой ПП. В отличие от участков 2 и 3, где генерация носителей заряда компенсируется процессом рекомбина­ции, при Е > Епр концентрация носителей заряда и плотность тока возрастают лавинообразно, выделяется большое количество тепла и происходит пробой, т.е. необратимое разрушение ПП.