Sähköisten laitteiden suunnittelussa on tärkeää ymmärtää, miten resistentiteetti ja johtokyky voidaan laskea. Tämä opas tarjoaa käytännön toimenpiteitä näiden laskelmien tekemiseen dopingtasoihin ja materiaaliominaisuuksiin perustuen.

Resistenssin ja johtavuuden perusteet

Resistenssi on mitta siitä, kuinka voimakkaasti materiaali vastustaa sähkövirran virtausta. Johtokyky on resistentin käänteistä ja osoittaa, kuinka helposti virta voi kulkea materiaalin läpi. Molemmat ominaisuudet riippuvat materiaalin koostumuksesta ja dopingtasosta.

Resistenssin laskeminen

Doped-puolijohdejärjestelmän vastus ((ro)) voidaan laskea kaavalla:

[ro = frac{1} {q kertaa mu kertaa N}][]

jossa

  • ]q[ = perusvaraus (~1.6 × 10-19 C)
  • ]μ[ = maksullisten kuljetusvälineiden liikkuvuus (cm2/V·s)
  • ]N[] = dopingpitoisuus (cm-3)

Korvaamalla tunnetut arvot, voit määrittää doping puolijohderesistiivisyyden.

Johtokyvyn laskeminen

Johtavuus ((sigma)) lasketaan resistentin vastakkaisuutena:

[sigma = q kertaa mu kertaa N][]

Tämä kaava osoittaa, että dopingpitoisuuden tai kantajaliikkuvuuden lisääntyminen parantaa johtavuutta.

Käytännön esimerkki

Jos piipuolijohde on doping-käsitelty 1 × 1017 cm-3. Jos elektronien liikkuvuus on 1350 cm2[[]/V·s,

Vastustavuus:

](ro = frac{1}{(1.6 kertaa 10^{-19}) kertaa 1350 kertaa 1 kertaa 10^{17})[

Johtavuus:

][sigma = (1,6 kertaa 10^ (-19}) kertaa 1350 kertaa 1 kertaa 10^ (17})[]