Меню

Носители тока в германии

Введение. Изучение температурной зависимости электропроводности германия

Изучение температурной зависимости электропроводности германия

Лабораторная работа № 9

Цель работы: изучение влияния температуры на сопротивление германия в области собственной проводимости; определение энергии активации пары электрон-дырка в этом полупроводнике.

Приборы и принадлежности: полупроводниковый диод Д7Ж, выпрямитель УНИП-7А, миллиамперметр М906, вольтметр электроплитка, термометр.

Литература: [1], § 3.4; [4], § 166-168.

Важнейшим свойством и признаком полупроводников является зависимость их электрических свойств от внешних условий: температуры, освещенности, давления, внешних полей. Формальным, но не решающим признаком принадлежности вещества к классу полупроводников является величина электропроводности σ, которая для них может принимать значение в пределах от 10 6 – 10 -8 Ом -1 м -1 . К металлам относятся вещества с удельной проводимостью σ = 10 8 – 10 7 Ом -1 м -1 , к диэлектрикам — вещества с σ -12 Ом -1 м -1 .

К классу полупроводников относятся: 1) чистые элементы – B, C, Si, P, S, Ge, As, Sn, Sb, Te, I; 2) большинство минералов, 3) соединения типа А II B VI (ZnS, CdS, ZnO, …); 3) соединения типа A III B V (AlP, AlB, GaP, InSb, GaAs, …); другие соединения и многие органические вещества.

Сопротивление металлов при повышении температуры возрастает. Соответствующая зависимость в ограниченном интервале температур может быть представлена линейной функцией:

Здесь ρ – удельное сопротивление металлического проводника при t=0 о С, α – температурный коэффициент сопротивления, различный для разных металлов.

Сопротивление полупроводников с ростом температуры падает. Опыт дает зависимость удельного сопротивления от температуры в виде

где T – абсолютная температура образца, а β — параметр, зависящий от механизма проводимости полупроводника и вида примеси, введенной в полупроводник с целью изменения его электрофизических свойств.

В некоторой области температур сопротивление полупроводника может возрастать с ростом температуры.

Различают собственную и примесную электропроводность полупроводников. Рассмотрим механизм собственной проводимости на примере элемента четвертой группы — германия (или кремния).

Атомы германия четырехвалентны. Они образуют кубическую решетку, в которой каждый атом связан парноэлектронной связью с четырьмя ближайшими атомами (один электрон принадлежит данному атому, другой – его соседу). На рис. 1, а связь атомов германия дана на плоской диаграмме. Из рисунка следует, что все электроны связаны со своими атомами. При этом необходимо иметь в виду, что каждый электрон может переходить от атома к атому при встречном движении другого электрона – атомы могут обмениваться электронами. Однако эти электроны не переносят ток – средний заряд, переносимый ими, равен нулю. Прикладываемое внешнее электрическое поле не может вызвать электрического тока, поскольку обычные поля не могут порвать связь электронов с атомами. Для этого требуются поля, сравнимые с внутриатомными.

Чтобы электрон стал свободным, необходимо затратить некоторую энергию для разрыва его связи с определенным атомом. Такой энергией может явиться энергия тепловых колебаний решетки, энергия фотона или другого корпускулярного излучения. Освобождение электронов приводит к возникновению электронного механизма переноса тока. Но в собственном полупроводнике появляется и другой механизм. При переходе электрона в свободное состояние вблизи соответствующего атома образуется вакансия – незавершенная ковалентная связь («дырка»). При этом атом имеет избыточный положительный заряд, равный по модулю заряду электрона (рис 1, б). В отсутствии внешнего электрического поля дырки хаотично блуждают по кристаллу. Под воздействием поля, благодаря движению валентных электронов против направления поля, дырки преимущественно перемещается по направлению поля, перенося при этом положительный заряд.

Таким образом, в собственном полупроводнике осуществляются электронный (отрицательный) и дырочный (положительный) механизмы переноса тока. При этом концентрация n электронов равна концентрации p дырок. Если подвижности дырок и электронов обозначить через μpи μn, то выражение для удельной проводимости собственного полупроводника можно записать в виде

Подвижность электронов и дырок зависит от температуры, однако эта зависимость является слабой. С ростом температуры экспоненциально возрастают концентрации электронов и дырок, что и приводит к экспоненциальной зависимости удельного сопротивления от температуры, выражаемой формулой (2).

Рассмотрим далее механизм примесной проводимости полупроводников. Пусть в кристалле германия имеется в виде примеси элемент пятой группы периодической таблицы, например фосфор. Атом его имеет пять валентных электронов. Четыре из них осуществят парноэлектронную связь с ближайшими четырьмя атомами германия. Один из валентных электронов фосфора оказывается незанятым. Он испытывает притяжение со стороны соседних атомов. В результате его энергия связи с атомом фосфора уменьшается приблизительно в ε 2 раз, где ε – диэлектрическая проницаемость германия, равная 16. Поэтому достаточно незначительной энергии, чтобы оторвать этот электрон от атома фосфора; при этом атом фосфора приобретает избыточный положительный заряд, становится ионом, но вакансия (дырка) в ковалентной связи не образуется. При наложении внешнего электрического поля ток будет осуществляться только электронами. Рассматриваемая примесь (она называется донорной) обусловливает электронный механизм проводимости полупроводника. Изменяя концентрацию примесных атомов, можно в широких пределах изменять электрофизические свойства полупроводника.

В электронном полупроводнике возможно наличие некоторого количества дырок, возникающих при ионизации атомов самого германия. Но так как для этого требуется значительно большая энергия, то концентрация дырок будет значительно меньше концентрации электронов до тех пор, пока в полупроводнике имеются неионизованные примесные атомы. Дырки в электронном полупроводнике называются неосновными носителями тока.

Возможно осуществление другого механизма электропроводности полупроводника. Действительно, пусть в германий введен в качестве примеси элемент третьей группы, например бор (акцепторная примесь). Он имеет три валентных электрона, которые могут осуществить связь с тремя атомами германия. Одна связь оказывается незавершенной. Для ее завершения атом бора должен захватить электрон, принадлежащий атомам германия. Для такого перехода электрон должен получить дополнительную энергию, которая гораздо меньше энергии, необходимой для возбуждения пары электрон-дырка. Такой энергией может явиться энергия тепловых колебаний или энергия кванта света. При переходе электрона на примесный атом этот атом становится отрицательно заряженным ионом, а незавершенная связь у пары атомов германия будет блуждать по кристаллу. При наложении внешнего поля дырка будет двигаться, дрейфовать по полю, отрицательный же заряд связан с атомом бора и принимать участия в переносе тока не будет. Следовательно, в акцепторном полупроводнике носителями тока будут дырки. Количество неосновных носителей – электронов – при не очень высоких температурах будет значительно меньше, чем число дырок.

Читайте также:  Кран пэты в тока бока

Теоретический расчет методами статистической физики дает экспоненциальную зависимость концентрации свободных электронов и дырок от температуры T. При этом в области в области собственной проводимости

где параметр ΔE соответствует энергии, необходимой для образования пары электрон-дырка в кристалле, k – постоянная Больцмана.

В области примесной проводимости зависимость концентрации электронов или дырок также дается формулой (4), при этом параметр ΔE соответствует энергии, необходимой для ионизации атома донорной примеси или энергии, необходимой для перевода электрона от основного атома кристалла на атом акцепторной примеси. В соответствии с (3) аналогичная зависимость имеет место для удельной электропроводности полупроводника. Следовательно, сопротивление полупроводникового образца будет экспоненциально уменьшаться с ростом температуры:

Здесь параметр A соответствует сопротивлению образца при температуре

Логарифмируя выражение (5), мы получим:

Экспоненциальную зависимость сопротивления от температуры легко выявить, если по результатам эксперимента построить график зависимости lnR от 1/T: экспериментальные точки в таких координатах должны укладываться на прямую линию. Более того, по наклону графика можно определить параметр ΔE.

Приведем табличные значения параметра ΔE для кремния и германия.

· Для собственной (электронно-дырочной) проводимости:

ΔE(Si) = 1,1эВ; ΔE(Ge) = 0,72 эВ.

· Для электронной проводимости, обусловленной примесью фосфора:

ΔE(Si) = 0,044эВ; ΔE(Ge) = 0,012 эВ.

· Для дырочной проводимости, обусловленной примесью бора:

ΔE(Si) = 0,045эВ; ΔE(Ge) = 0,012 эВ.

Таким образом, энергия ионизации примесного атома существенно меньше энергии, необходимой для образования пары «электрон-дырка» как в кремнии, так и в германии.

При контакте двух разнородных полупроводников – с электронной и дырочной проводимостью – в области контакта вследствие диффузии и рекомбинации электронов и дырок возникает двойной электрический слой, в котором отсутствуют основные носители тока (см. Введение к лаб. работе № ). Этот слой (p-n-переход) обладает свойством односторонней проводимости, которое находит широкие технические применения в полупроводниковой электронике и электротехнике. Сила обратного тока, текущего через p-n-переход, уже при малых значениях напряжения испытывает насыщение и определяется концентрацией неосновных носителей, возникающих вследствие ионизации атомов германия (кремния) тепловыми колебаниями.

Таким образом, исследуя зависимость от температуры силы обратного тока, текущего через p-n-переход, можно найти значение важнейшего параметра полупроводника – энергии ΔE, необходимой для образования пары электрон-дырка в кристалле.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

О том что такое полупроводник и как он работает

Полупроводниками (seicomnductor) называют вещества, которые по способности проводить электрический ток занимают промежуточное положение между металлами (проводниками) и диэлектриками (изоляторами).

К классу полупроводников принадлежат многие из известных веществ. Ими могут быть как химически чистые вещества, так и различные соединения и даже сплавы некоторых металлов. По структуре эти вещества могут быть кристаллическими или аморфными, однако, как правило, для изготовления полупроводниковых приборов используют вещества с кристаллической структурой. Исходным материалом наиболее часто служит германий Ge или кремний Si, а также арсенид галлия GaAs — полупроводник, являющийся химическим соединением.

При качественном анализе механизма проводимости полупроводников обычно используется плоскостной моделью кристаллической решетки.

О том что такое полупроводник и как он работает Полупроводник, Кремний, Германий, Электроника, Длиннопост

На (рис.39-а) показана модель решетки химически чистого полупроводника — германия, каждый атом которого имеет на внешней оболочке четыре валентных электрона. Например для атома I это электроны 1, 2, 3, 4. При образовании кристалла каждый валентный электрон в веществе начинает двигаться по орбите, окружающей не только свой атом, но и соседний. Таким образом, каждая соседняя пара атомов имеет общую пару электронов, движущихся по двум общим орбитам. Такая связь атомов называется ковалентной. В целом судя по представленной модели, каждый атом связан с соседними атомами восемью орбитами, по которым движутся четыре пары электронов. На (рис.39-а) эти связи изображены тонкими прямыми линиями. На примере для атома I и II общие электроны 1 и 5, а для атомов I и III — это электроны 2 и 9 и т.д.

В химически чистых полупроводниках при температуре абсолютного нуля свободных носителей зарядов нет. С повышением температуры валентные электроны приобретают дополнительную тепловую энергию и некоторые из них (электроны с наибольшими скоростями хаотического теплового движения) могут, разорвать связь с атомами и стать свободными носителями зарядов. Атом, потерявший электрон, становится положительно заряженным ионом. Эти ионы не являются носителями зарядов, так как они жестко связаны межатомными силами.

При отрыве электрона от атома образуется так называемая дырка — разорванная валентная связь в атоме (рис.39-б). Дырке приписывается положительный заряд, равный по значению заряду электрона. Эта вакантная валентная связь может быть вновь заполнена электроном, оторванным от соседнего атома под действием электрического поля. При заполнении дырки электроном данный атом становится электрически нейтральным, а у соседнего атома, потерявший электрон, появляется дырка, которая, в свою очередь, также может быть заполнена электроном от следующего атома и т.д. Таким образом, процесс перехода электрона от нейтрального атома к соседнему атому с дыркой под влиянием положительной разности потенциалов можно представить как процесс перехода дырки от положительного иона к нейтральному атому, т.е. как будто условно-положительный заряд — дырка — движется в сторону, противоположную движению электрона.

Электропроводность, при которой электрон последовательно занимает дырку у рядом расположенного атома, т.е. в каждый момент времени в веществе преобладает «свободные» дырки, которые переходят от одного соседнего атома к другому, называется дырочной или электропроводностью p-типа (positive). Электропроводность, обусловленная движением свободных (избыточных) электронов между узлами кристаллической решетки, называется электронной или электропроводностью n-типа (negative).

Возникновение в полупроводнике свободных электронов и дырок при повышении температуры называется термогенерацией носителей зарядов, а процесс возвращения свободных электронов на место разорванной валентной связи — рекомбинацией носителей зарядов. При определенных условиях между этими двумя процессами устанавливается динамическое равновесие, т.е. концентрация дырок и электронов в заданном объеме становится постоянной, а их количество — одинаковым. Дырки и электроны в полупроводнике без примесей обеспечивают собственную электропроводность, которая складывается из электропроводности p-типа и n-типа. Последняя обычно преобладает, так как электроны более подвижны, чем дырки, оттого, что дырка может перемещаться только между соседними атомами. Концентрация носителей зарядов в чистых полупроводниках мала. Например, для германия при обычной температуре число свободных носителей зарядов составляет примерно 10-8 степени % от общего числа атомов (в металлах число свободных электронов примерно равно числу атомов). Поэтому удельная электропроводность полупроводников значительно меньше, чем у металлов. Появление дополнительных носителей зарядов в полупроводнике с повышением температуры и разрыв валентных связей приводят к уменьшению его сопротивления, а в металле с ростом температуры сопротивление обычно увеличивается. Уменьшение сопротивления полупроводника может быть вызвано также другими внешними факторами, например воздействие излучений. Но особенно сильно влияет на свойство полупроводников наличие примесей других веществ.

Читайте также:  Что происходит с мозгом при ударе током

Как уже упоминалось выше, в полупроводниковых приборах практически не используются химически чистые полупроводники, а применяются главным образом полупроводники с примесями, добавление которых приводит к существенному увеличению числа носителей зарядов. Электропроводность таких полупроводников называется примесной.

Рассмотрим механизм образование зарядов, воспользовавшись снова плоскостной моделью кристаллической решетки. Если в четырехвалентный германий добавить пятивалентное вещество, например сурьму, то пятивалентный атом сурьмы четырьмя валентными электронами образует ковалентную связь с четырьмя соседними атомами германия, а пятый валентный электрон атома сурьмы остается «лишним» и может быть достаточно легко отделен от атома. Такие полупроводники обладают электропроводностью n-типа. Примеси, которые отдают исходному полупроводнику свои электроны, называют донорными.

Добавим в четырехвалентный германий трех валентный индий. В этом случае при образовании решетки трехвалентный атом индия для установления ковалентной связи с четырьмя соседними атомами германия оторвет один электрон от близлежащего атома германия. Атом индия приобретают отрицательный заряд, а на месте оторванного электрона возникает дырка. Такие примеси, добавление которых к полупроводнику приводит к появлению дырок, называют акцепторными (забирающими электроны), а полученный полупроводник с дырочной электропроводностью — полупроводником p-типа.

В примесных полупроводниках концентрация носителей зарядов всегда превышает (в 100 раз и более) концентрация носителей зарядов в исходного вещества. Поэтому удельное электрическое сопротивление примесного полупроводника всегда значительно меньше, чем исходного химически чистого. Однако даже в примесном полупроводнике число носителей зарядов намного меньше числа атомов; они составляют не более 10-4 степени % от общего числа атомов.

Носители зарядов, преобладающие в данном полупроводнике, называют основными; носители зарядов, концентрация которых в данном полупроводнике меньше концентрация основных носителей, называют неосновными. Для полупроводника n-типа основные носители заряда — электроны, а неосновные дырки; для полупроводника p-типа основные носители — дырки, неосновные — электроны.

Если полупроводники подключить к источнику тока, носители заряда, имеющиеся в нем, начинают перемещаться направленно: дырки — к отрицательному полюсу, электроны — к положительному, т.е. возникают электронный и дырочный дрейфовые токи, образующий общий ток через полупроводник (рис.40).

О том что такое полупроводник и как он работает Полупроводник, Кремний, Германий, Электроника, Длиннопост

Дырки перемещаются только в полупроводнике, причем только между соседними атомами. У положительного полюса дырка возникает за счет отрыва электрона от атома и ухода его во внешнюю цепь. Во внешней цепи ток образуется только за счет электронов проводимости. У отрицательного полюса дырка рекомбинирует с электроном, поступившим из внешней цепи.

При подаче на полупроводник p-типа напряжения подавляющая часть тока образована дырками — основными носителями. В полупроводнике с электронной проводимостью ток образуется главным образом электронами. При смене полярности напряжения изменяется также направление тока.

Направленное движение носителей зарядов может вызываться не только электрическим полем, но и разной их концентрацией в объеме вещества. Процесс направленного движения носителей зарядов, вызванный их неравномерной концентрацией, носит название диффузии носителей зарядов, а соответствующий ток называют диффузионным в отличие от дрейфового тока.

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИФФУЗИОННОЙ ДЛИНЫ И ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ НЕРАВНОВЕСНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ МЕТОДОМ ПОДВИЖНОГО СВЕТОВОГО ЗОНДА

date image2015-07-04
views image3943

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Цель работы:

Определение диффузионной длины и времени жизни неравновесных носителей тока в германии методом подвижного светового зонда.

1. Диффузия и дрейф электронов и дырок

В полупроводниках одновременно с процессом теплового возбуждения электронов, приводящим к переходу электронов в зону проводимости, наблюдается процесс рекомбинации – возвращение их в валентную зону. Равновесное состояние при данной температуре осуществляется в том случае, когда равны скорости генерации и рекомбинации носителей.

Следовательно, каждой температуре в данном полупроводнике соответствует определенная равновесная концентрация электронов и дырок.

Под действием света или другого излучения, а также при инжекции носителей на выпрямляющем контакте в объеме полупроводника повышаются концентрации электронов и дырок по сравнению с их равновесными значениями. Возникшие, так называемые, неравновесные (избыточные) носители оказываются неравномерно распределенными в объеме полупроводника, что вызывает их диффузию, из-за градиента концентрации.

При наложении внешнего электрического поля носители участвуют кроме того в направлении движении, которое называют дрейфовым движением.

При конструировании и изготовлении полупроводниковых приборов большое значение имеют такие параметры неравновесных носителей заряда как диффузионная длина ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­lд и время жизни τ. Так, триоды, изготовленные из материала с большой диффузионной длины, обладают большим коэффициентом усиления по току. Величина диффузионной длины зависит как от совершенства ­кристалла, так и от конструкции прибора и характера обработки поверхности полупроводника. Одним из методов определения диффузионной длины неосновных нера­вновесных носителей тока и времени жизни является фотоэлектрический, который и применяется в данной работе.

Метод заключается в освещении образца полупроводника на различном расстоянии от коллектора. Коллектор собирает генерированные светом неравновесные носители тока. Значение диффузионной длины и времени жизни определяется по зависимости сигнала на коллекторе от расстояния его до светового зонда.

Читайте также:  Ток в высоковольтных линиях переменного тока

Различают два случая диффузии и дрейфа неравновесных носителей: монополярный, когда избыточные носители того же знака, что и равновесные, и биполярный, когда неравновесные и равновесные носители противоположного знака (например, инжекция дырок в полупроводник n-типа).

В первом случае диффузия неравновесных носителей в темновую область приводит к нарушению нейтральности и появлению объемного заряда и поля. Это поле направлено так, что препятствует диффузии и дальнейшему увеличению отклонения от нейтральности. В результате нейтральности нарушается лишь в небольшой области, опреде­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ляемой длиной экранирования – lэ. на эту же небольшую область распространяется и диффузия (для Ge и Si радиус экранирования 10 -4 – 10 -6 см). Причем lэ­ тем больше, чем меньше электропроводность образца.

Во втором случае, то есть при наличии носителей тока двух знаков, диффузия носителей одного знака приводит из-за «стремления» к нейтральности к движению носителей противоположного знака в том же направлении, чтобы скомпенсировать возникающий объемный заряд. Так, например, если в некоторой области полупроводника с электронной проводимостью вводятся каким-либо способом дырки (которые в этом случае оказываются неосновными носителями), то возникающее отклонение от нейтральности в этой области ликвидируются за счет «втягивания» в эту область основных носителей, то есть электронов.

При достаточно большой концентрации основных носителей их перераспределение и восстановление нейтральности будут происходить очень легко и за малое время. При этом диффузия неосновных носителей практически не затрудняет этим перераспределение и происходит как диффузия незаряженных частиц.

При приложении тянущего поля неосновные носители ведут себя своеобразно; они дрейфуют в поле как заряженные частицы, однако не создают объемного заряда в тех областях, где они появляются из-за быстрого перераспределения основных носителей.

Если инжекция осуществляется светом, то при поглощении излучения генерируются пара электрон-дырка. При отсутствии прилипания зарядов того или иного знака на примесных уровнях концентрации избыточных электронов и дырок равны, так что достаточно говорить вообще о концентрации неравновесных носителей тока либо электронов, либо дырок. При наложении тянущего поля дрейф тех или других носителей будет определяться знаком запирающего напряжения на коллекторе. Так как в каждом участке образца должно обеспечиваться условие нейтральности, то есть заряд неосновных носителей всегда компенсируется соответствующим перераспределением основных носителей, то это значит, что всюду, где существуют неравновесные неосновные носители, имеется равная им концентрация неравновесных основных носителей.

Распределение концентрации неравновесных носителей в отсутствие поля и при наличии поля представлено на рис.1 и 2.

Рассмотрим количественно вопрос о диффузии и дрейфе неосновных носителей тока.

При теоретических расчетах предполагается:

а) время нахождения носителей заряда на ловушке до рекомбинации (или ионизации) значительно меньше среднего времени жизни, так что прилипанием можно пренебречь, то есть рассматривают постоянную (стационарную) инжекцию;

б) поверхностная рекомбинация ничтожно мала, так что измеренное время жизни определяется рекомбинацией в объеме полупроводника, а инжектированные носители перемещаются в отсутствие поля в радиальных направлениях (рис.3); Для этой цели поверхность образца подвергается тщательным механическим и химическим обработкам;

в) освещенная площадь и коллектор достаточно удалены от боковых границ образца, поэтому отражение носителей заряда от границ не искажает результатов измерений. Это условие практически удовлетворяется, если расстояние от ближайшей границы образца до светового зонда и до коллектора на менее чем в 1,5 раза превышает диффузионную длину неосновных носителей;

г) Световой зонд в виде полосы или точки с резко очерченными краями должен иметь очень малые размеры. Если коллектор слишком близок к световому зонду, то допущения относительно малой ширины освещаемого участка будут не справедливы. Для правильности измерений необходимо, чтобы минимальное значение расстояния между коллектором и световым пятном не менее чем в пять раз превышает ширину светового зонда;

Источник



Носители тока в германии

Германий, Ge

Основные свойства характеристики (физические, механические, химические) германия, его отличительные особенности и области применения.

Германий (Ge) – это простой полупроводник.

Промышленным способом получают монокристаллы германия диаметром в десятки миллиметров. При вытягивании монокристалла в него вводят в строго контролируемом количестве примеси для получения германия с определенной величиной и типом электропроводности.

Германий, использующийся в производстве полупроводниковых приборов, подразделяется на марки, отличающиеся легирующими примесями, значением удельного сопротивления и диффузионной длины неосновных носителей заряда. Для изготовления полупроводниковых приборов слитки германия распиливаются на пластинки, поверхность которых протравливается для устранения дефектов обработки.

Основные физические свойства германия:

  • плотность 5300 кг/м 3 ;
  • коэффициент теплопроводности при 20°С 55 Вт/(м·К);
  • средняя удельная теплоемкость при 0–100°С 333 Дж/(кг·К);
  • температура плавления 936°С;
  • собственное удельное сопротивление при 20°С 0,47 Ом·м;
  • ширина запрещенной зоны при 20°С 0,72 эВ;
  • подвижность электронов при 20°С 0,39 м 2 /(В·с);
  • подвижность дырок при 20°С 0,19 м 2 /(В·с);
  • работа выхода электронов 4,8 эВ;
  • первый ионизационный потенциал 8,1 В;
  • диэлектрическая проницаемость 16;
  • термо-ЭДС относительно платины 33,0 мкВ/К.

Германий применяется для изготовления выпрямителей переменного тока различной мощности, транзисторов разных типов. Из него изготовляются преобразователи Холла и другие, применяемые для измерения напряженности магнитного поля, токов и мощности, умножения двух величин в приборах вычислительной техники и т. д.

Оптические свойства германия позволяют использовать его для фототранзисторов и фоторезисторов, оптических линз с большой светосилой (для инфракрасных лучей), оптических фильтров, модуляторов света и коротких радиоволн.

Внутренний фотоэффект в германии наблюдается и при поглощении средних и быстрых электронов, а также при торможении элементарных частиц больших масс. Так, при поглощении α-частицы отмечается импульс тока продолжительностью около 0,5 мкс, соответствующий прохождению 10 6 электронов. Поэтому германий может быть использован и для изготовления счетчиков ядерных частиц.

Рабочий диапазон температур германиевых приборов от –60 до +70 °С.

Германиевые приборы должны быть защищены от действия влажности воздуха.

Источник