Å forstå hvordan man beregner resistivitet og konduktivitet i doped halvledere er viktig for å designe elektroniske enheter. Denne guiden gir praktiske skritt for å utføre disse beregningene basert på dopingnivå og materielle egenskaper.

Grunnleggende resistens og konduktivitet

Resistens er et mål på hvor sterkt et materiale motvirker strømningen av elektrisk strøm. Ledningsevne er invers av resistivitet og indikerer hvor lett strøm kan passere gjennom et materiale. Begge egenskapene er avhengige av materialets sammensetning og dopingnivå.

Beregne motstandsdyktighet

Resistiviteten (rho) av en doped halvleder kan beregnes ved hjelp av formelen:

(rho = frac{1}{q ganger mu ganger N})

Hvor:

  • q = elementær ladning (~1.6 × 10]-19] C)
  • μ] = mobilitet hos ladebærere (cm]2]/V·s)
  • N] = dopingkonsentrasjon (cm]-3]]

Ved å erstatte kjente verdier kan du bestemme motstanden til den dopede halvlederen.

Beregne konduktivitet

Konduktivitet ((sigma)) beregnes som resistivitetens gjensidige:

(sigma = q ganger mu ganger N)

Denne formelen viser at økende dopingkonsentrasjon eller bæremobilitet forbedrer ledningsevnen.

Praktisk eksempel

Antak at en silisiumhalikoper er dopet med en konsentrasjon på 1 × 10]17] cm]-3]. Hvis elektronenes mobilitet er 1350 cm2]/V·s, så:

Resistens:

(rho = frac{1}{(1.6 ganger 10^{-19}) ganger 1350 ganger 1 ganger 10^{17}})

Ledelse:

(sigma = (1.6 ganger 10^{-19}) ganger 1350 ganger 1 ganger 10^{17})