Sähkölaitteiden suunnittelussa on tärkeää ymmärtää charge-kantaja-ainepitoisuus puolijohteissa. Tässä artikkelissa käsitellään yhteisiä tekniikoita ja annetaan esimerkkejä niihin liittyvien ongelmien tehokkaasta ratkaisemisesta.

Maksunkantajan keskittymistä koskevat peruskäsitteet

Latauskantajapitoisuus tarkoittaa vapaiden elektronien tai reikien määrää puolijohdemateriaalissa. Se vaikuttaa sähkönjohtavuuteen ja laitteen suorituskykyyn. Tyypilliset pitoisuudet vaihtelevat []10[13[][[]]10[]]19[] kantorakettien välillä kuutiosenttimetriä kohti.

Keskittymisongelmien ratkaiseminen

Kuljetusliikkeiden pitoisuuksien määrittämiseksi käytetään useita menetelmiä, kuten:

  • Mass Action Law:[] Rei'ittää elektronin ja rei'ityspitoisuudet sisäänpäin olevan kantaja-ainepitoisuuden kautta.
  • Fermi-Dirac-tilastot: Sisältää yksityiskohtaiset laskelmat, jotka perustuvat energianjakeluun.
  • Equivalium Conditions: Käyttää dopingtasoja ja lämpötilaa löytää kantoainetiheydet.

Esimerkki Ongelma ja ratkaisu

Oletetaan, että piipuolijohde on doping-aineessa luovuttajien kanssa, kun pitoisuus on 10[16[][[]-3. Lämpötila on huoneenlämpö ja itseisarvollinen piin kantajapitoisuus on [1,5 × 1010[][] cm[[-3[[].

Joukkotoimintalain soveltaminen:

]n × p = n[i[]2[]]

Koska doping on n-tyyppiä, suurin osa kantaja-aineista on elektroneja, ja elektronipitoisuus n vastaa suunnilleen luovuttajan pitoisuutta:

]n ... 1016[ cm-3]

Reikäpitoisuus p löytyy seuraavista:

]p = n[[][]2[] / n . . . . . . . (1,5 × 1010[]])[[[]]]] / 10[[]16[[[]]] .