Begrijpen hoe je weerstand en geleidbaarheid in gedoopte halfgeleiders kunt berekenen is essentieel voor het ontwerpen van elektronische apparaten. Deze handleiding biedt praktische stappen om deze berekeningen uit te voeren op basis van dopingniveaus en materiaaleigenschappen.

Basisprincipes van veerkracht en geleidbaarheid

Resistent is een maatstaf voor hoe sterk een materiaal zich verzet tegen de stroom van elektrische stroom. Conductie is de omgekeerde van weerstand en geeft aan hoe gemakkelijk stroom door een materiaal kan gaan. Beide eigenschappen zijn afhankelijk van de samenstelling en doping van het materiaal.

Berekenen van Resistentity

De weerstand ((rho)) van een gedoopte halfgeleider kan worden berekend met behulp van de formule:

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

waarbij:

  • q = elementaire lading (~1,6 × 10-19 C)
  • μ = mobiliteit van ladingsdragers (cm2/V·s)
  • N = dopingconcentratie (cm-3)

Door bekende waarden te vervangen, kun je de weerstand van de gedoopte halfgeleider bepalen.

Berekenen van de geleidbaarheid

Conductiviteit ((sigma)) wordt berekend als het wederkerige van de weerstand:

(sigma = q maal mu maal N)

Deze formule toont aan dat de toenemende dopingconcentratie of carriermobiliteit de geleidbaarheid verbetert.

Praktisch voorbeeld

Stel dat een siliciumhalfgeleider gedoopt is met een concentratie van 1 × 1017 cm-3. Als de mobiliteit van elektronen 1350 cm is2/V·s, dan:

Resistentie:

(rho = frac{1}{(1,6 keer 10^{-19}) maal 1350 keer 1 keer 10^{17}})

Conductie:

(sigma = (1,6 keer 10^{-19}) maal 1350 keer 1 keer 10^{17})