P-n переходы

Теоретический вопрос 31. Как объяснить график зависимости величины концентрации свободных носителей заряда от обратной температуры.

На рисунке 1 приведена температурная зависимость концентрации свободных электронов для полупроводника n-типа, легированного донорной примесью с концентрацией Nd.
Как видно из рисунка 1, существуют три интервала температур, в которых изменение концентрации носителей заряда носит различный характер.
Область I (интервал температур от T=0 K до TS).
C увеличением температуры концентрация свободных электронов возрастает за счет ионизации атомов полупроводника и атомов примеси. Но для ионизации атома полупроводника требуется сообщить электрону энергию, не меньшую Eg, поэтому в рассматриваемой области низких температур собственная концентрация носителей заряда пренебрежимо мала. В полупроводнике n-типа имеется донорная примесь, дающая в запрещенной зоне энергетический уровень ED. Уровень донорной примеси располагается непосредственно у дна зоны проводимости на расстоянии равном энергии активации примеси, которая много меньше ширины запрещенной зоны, поэтому рост концентрации электронов в рассматриваемом диапазоне температур происходит главным образом благодаря ионизации атомов донорной примеси. Область I называется областью слабой ионизации или областью вымораживания. Границей этого интервала со стороны высоких температур является температура истощения примеси TS. Если качественно проанализировать связь температуры истощения примеси с глубиной залегания примесного уровня (Ec-Ed) и концентрацией примеси Nd, то станет ясно, что TS пропорциональна указанной величине

нет