Понимание того, как вычислять резистентность и проводимость в легированных полупроводниках, имеет важное значение для проектирования электронных устройств. В этом руководстве представлены практические шаги для выполнения этих расчетов на основе уровней допинга и свойств материала.

Основы резистентности и проводимости

Устойчивость — мера того, насколько сильно материал противостоит потоку электрического тока. Проводимость — обратная удельному сопротивлению и указывает, насколько легко ток может пройти через материал. Оба свойства зависят от состава материала и уровня допинга.

Расчет резистентности

Удельное сопротивление (rho) легированного полупроводника можно рассчитать по формуле:

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

Где:

  • q = элементарный заряд (~1,6 × 10-19 C)
  • μ = подвижность носителей заряда (см2/V·s)
  • N = концентрация допинга (см-3)

Заменив известные значения, можно определить удельное сопротивление легированного полупроводника.

Расчет проводимости

Проводимость (sigma) рассчитывается как взаимное сопротивление:

(sigma = q раз му раз N)

Эта формула показывает, что увеличение концентрации допинга или подвижности носителя повышает проводимость.

Практический пример

Предположим, что кремниевый полупроводник легирован с концентрацией 1 × 1017 см-3. Если подвижность электронов составляет 1350 см2/V·s, то:

Сопротивление:

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

Проводимость:

(sigma = (1,6 раза 10^{-19}) раз 1350 раз 1 раз 10^{17})