3.2.1.
Определить концентрацию электронов и дырок в собственном и примесном полупроводнике, содержащем N атомов примеси при комнатной температуре.
Таблица 2.1
Решение задачи 3.2.1.
Так как при каждом акте возбуждения в собственном полупроводнике одновременно образуются два заряда, противоположных по знаку, то общее количество носителей будет в два раза больше числа электронов в зоне проводимости, т.е.
noi=poi, noi+poi=2 noi
В результате процессов генерации и рекомбинации при любой температуре тела устанавливается равновесная концентрация возбужденных носителей:
Электронов:
noi=2Ncexp( )
дырок:
poi=2NBexp( )
В собственном полупроводнике концентрация свободных электронов и дырок одинаковы:
<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>
где <Object: word/embeddings/oleObject2.bin>, эффективная концентрация электронов в зоне проводимости,
<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>,эффективная концентрация дырок в валентной зоне ,
∆W0 = 1,11 эВ, ширина запрещенной зоны полупроводника
<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>, константа Больцмана
T=300K комнатная температура.
Основные параметры полупроводников представлены в таблице 2.2:
Таблица 2.2
Значения некоторых констант приведены в таблице 2.3:
Таблица 2.3
Подставляя значения из таблицы 2.2 и таблицы 2.3 в формулу, определяем концентрацию электронов и дырок в собственном полупроводнике:
<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>
<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>
Значения эффективных плотностей состояний неверно переведены в систему СИ.
Работа над ошибками:
В собственном полупроводнике концентрация свободных электронов и дырок одинаковы:
<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>
где <Object: word/embeddings/oleObject8.bin>, эффективная концентрация электронов в зоне проводимости,
<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>,эффективная концентрация дырок в валентной зоне ,
∆W0 = 1,11 эВ = 1,11*1,6*10-19=1,776*10-19 Дж, ширина запрещенной зоны полупроводника
<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>, константа Больцмана
T=300K комнатная температура.
Подставляя значения из таблицы 2.2 и таблицы 2.3 в формулу, определяем концентрацию электронов и дырок в собственном полупроводнике:
<Object: word/embeddings/oleObject11.bin> = 1,67*1025*е -21,5 ≈1,67*1025*4,6* 10 -10 ≈ 7,682*1015, м-3
Если в кристаллическую решетку IV валентного элемента – кремний, ввести атом элемента с валентностью V – сурьма, то четыре электрона на его внешней оболочке свяжутся с четырьмя атомами IV валентного элемента, а один электрон становится избыточным, слабосвязанным со своим атомом. Он под влиянием тепловой энергии начнет свободно блуждать по полупроводнику, а под воздействием электрического поля он станет направленно перемещаться (электропроводность типа n ), а атом, отдавший электрон, будет неподвижно находиться в данном месте решетки полупроводника.
В электронном полупроводнике концентрация основных носителей:
np ≈Nд,
pn ≈ ni2/Nд
где
<Object: word/embeddings/oleObject12.bin> = 1014 см-3 = 1014*(10-2 м)-3 = 1014*106=1020 м-3
<Object: word/embeddings/oleObject13.bin>= 59,01* 1010 м-3 ; (<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>)
LillaM 5.0
Предпочла научной работе- обычную, и теперь у меня разнообразный опыт: крупные зарубежные и обычные российские компании, экономика, маркетинг,логистика,переводы, журналистика, педагогика. Очень помогает в написании курсовых и дипломных.
Готовые работы на продажу
Так же вы можете купить уже выполненные похожие работы. Для удобства покупки работы размещены на независимой бирже. Нажимая "Купить" вы будете перенаправлены на страницу карточки работы.
Гарантия на работу 10 дней.
Концентрация электронов проводимости в кремнии i-типа ni=1 45∙1016 м-3 Определить концентрацию электронов проводимости n и дырок p
50₽
- Решение задач
- Электроника, электротехника, радиотехника
- Выполнил: vladmozdok
1) Найдите положения уровней Ферми и концентрации основных и неосновных носителей в обоих полупровод
70₽
- Решение задач
- Электроника, электротехника, радиотехника
- Выполнил: vladmozdok
На странице представлен фрагмент
Уникализируй или напиши новое задание с помощью нейросети
