Halbleiterphysik

Wie verhält sich die Driftgeschwindigkeit, wenn an Elektronen in Silizium ein starkes elektrisches Feld angelegt wird?

  1. ASie wächst proportional zum Feld unbegrenzt weiter
  2. BSie nähert sich einem bestimmten Wert (etwa 1×10⁷ cm/s) und nimmt darüber hinaus kaum noch zu
  3. CSie wird mit stärkerem Feld kleiner
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Antwort: B. Sie nähert sich einem bestimmten Wert (etwa 1×10⁷ cm/s) und nimmt darüber hinaus kaum noch zu

Bei schwachem Feld ist die Driftgeschwindigkeit proportional zum Feld; wird es stärker, nehmen Streuprozesse zu, bei denen Ladungsträger durch Aussenden optischer Phononen Energie verlieren, und die Geschwindigkeit der Elektronen in Silizium sättigt bei etwa 1×10⁷ cm/s (Geschwindigkeitssättigung). Bei Kurzkanal-MOSFETs ist der Strom deshalb nicht proportional zum Quadrat der Gate-Spannung, sondern nahezu zur ersten Potenz. In GaAs wechseln Elektronen bei starkem Feld in ein schweres Tal, wodurch die Geschwindigkeit sinkt; das wird für Schwingungen durch den Gunn-Effekt genutzt.

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