理解半导体中载体的浓度对于电子设备的设计至关重要,本条讨论通用技术,并提供有效解决相关问题的实例。

载荷浓度的基本概念

充电载体浓度是指半导体材料中自由电子或孔数,它影响电导性和装置性能. 典型浓度范围从10 13 到10 19 载体每立方厘米.

解决浓度问题的技术

采用几种方法确定载荷浓度,包括:

  • 成像动作法:通过内在载体浓度来联系电子和孔的浓度.
  • Fermi-Dirac统计:提供基于能量分布的详细计算.
  • 平衡条件: 使用兴奋剂水平和温度来寻找载体密度.

示例问题和解决办法

假设一个硅半导体与捐赠者一起被涂抹,浓度为10 16 ] cm -3 ]. 温度是室温,硅的内在载体浓度为1.5×10 10 ] cm -3 . 查找自由电子浓度.

利用大众行动法:

n ×p=ni 2 ]]].

由于兴奋剂是n型,所以多数载体是电子,电子浓度n]大约等于捐献者浓度:

n 10]16] cm-3]]]]].

孔的浓度p可以找到:

p = n i ]]2 ]] / n ⁇ (1.5×10 10 ]) ]2 ]/ 10 16 ] ⁇ (2.25×10 ]4 ]]]]]]]]