अर्धचालकों में चार्ज वाहक एकाग्रता को समझना इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक है। यह लेख सामान्य तकनीकों पर चर्चा करता है और प्रभावी ढंग से संबंधित समस्याओं को हल करने के लिए उदाहरण प्रदान करता है।

चार्ज कैरियर एकाग्रता की बुनियादी अवधारणाओं

चार्ज वाहक एकाग्रता एक अर्धचालक सामग्री में मुक्त इलेक्ट्रॉनों या छेद की संख्या को संदर्भित करता है। यह विद्युत चालकता और उपकरण प्रदर्शन को प्रभावित करता है। विशिष्ट सांद्रता ]10 ]13 ] ]] से 10 19 ]]]]] वाहक प्रति घन सेंटीमीटर।

प्रौद्योगिकी के लिए प्रौद्योगिकी को सुलझाने के लिए एकाग्रता समस्याओं

कई तरीकों का उपयोग चार्ज वाहक सांद्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जिसमें शामिल हैं:

  • Mass Action Law:] intrinsic वाहक एकाग्रता के माध्यम से इलेक्ट्रॉन और छेद सांद्रता से संबंधित है।
  • ]Fermi-Dirac सांख्यिकी: ऊर्जा वितरण के आधार पर विस्तृत गणना प्रदान करता है।
  • Equilibrium शर्त:] वाहक घनत्व खोजने के लिए डोपिंग स्तर और तापमान का उपयोग करता है।

उदाहरण समस्या और समाधान

मान लीजिए कि एक सिलिकॉन अर्धचालक को दाताओं के साथ ]10 16]cm]-3]]]. तापमान कमरे का तापमान है, और सिलिकॉन की आंतरिक वाहक एकाग्रता ]1.5 × 10 ]]10 ]]]]cm[FLT:FLT:8]]]-3]. मुक्त इलेक्ट्रॉन एकाग्रता का पता लगाएं।

जन कार्रवाई कानून का उपयोग करना:

n × p = n]i]]2]]]]

चूंकि डोपिंग n-type है, अधिकांश वाहक इलेक्ट्रॉन हैं, और इलेक्ट्रॉन एकाग्रता n] लगभग दाता एकाग्रता के बराबर है:

n ≈ 10 16 ]cm]-3]]]

छेद एकाग्रता p के रूप में पाया जा सकता है:

p = n]i]]2] / n ≈ (1.5 × 10]]10]]]]]]]]]2]] / 10 ]16]]]