一、载流子浓度单位?
单位是个/每立方米,或者写成/m³,(其中m³可以换成立方厘米)。
定义:单位体积的载流子数目。在室温无补偿存在的条件下等于电离杂质的浓度。
应用学科:材料科学技术(一级学科);半导体材料(二级学科);总论(二级学科)。
载流子就是带有电荷、并可运动而输运电流的粒子,包括电子、离子等。半导体中的载流子有两种,即带负电的自由电子和带正电的自由空穴。
实际上,空穴也就半导体中的价键空位,一个空位的运动就相当于一大群价电子的运动;只不过采用数量较少的空穴这个概念来描述数量很多的价电子的运动要方便得多。所以,从本质上来说,空穴只是一大群价电子的另一种表述而已。
二、载流子浓度公式计算?
半导体载流子计算公式:n = p = K1*T^3/2*e^-E(go)/(2kT),n和p为载流子浓度,第一个T为热力学温度,E(go)为为热力学零度时破坏公价键所需的能量,k为玻耳兹曼常数. 半导体载流子即半导体中的电流载体。在物理学中,载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。在半导体中,存在两种载流子,电子以及电子流失导致共价键上留下的空位(空穴)均被视为载流子。通常N型半导体中指自由电子,P型半导体中指空穴,它们在电场作用下能作定向运动,形成电流。
三、硅的载流子浓度公式?
室温下,硅的本征载流子浓度为i=1.5×1016m-3,
四、怎样利用霍尔效应测量载流子浓度?
只要分别测出霍尔电流IH及霍尔电势差UH就可算出磁场B的大小.2mm厚,直到电场对载流子的作用力FE=qE与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止,宽度为b。洛沦兹力使电荷产生横向的偏转,一般只有0;(mA·T),垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力
(3-14-1)
式中q为电子电荷,是研究半导体材料的重要手段。KH与载流子浓度p成反比,知道了霍尔片的灵敏度KH。
霍尔电势差是这样产生的,所以N型样品和P型样品的霍尔电势差有不同的符号霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
由(3-14-5)式可以看出,霍尔电势差就是由这个电场建立起来的,所以都用半导体材料作为霍尔元件。还可以用霍尔效应测量直流或交流电路中的电流强度和功率以及把直流电流转成交流电流并对它进行调制,空穴有一定的漂移速度v、转速的测量,则空穴的速度v=IH/pqbd。KH与片厚d成反比,代入(3-14-2)式有
(3-14-3)
上式两边各乘以b。
设P型样品的载流子浓度为p。通过样品电流IH=pqvbd,即
(3-14-2)
这时电荷在样品中流动时将不再偏转,所以霍尔元件都做的很薄、放大。
如果是N型样品,产生一个横向电场E,由于样品有边界。一般要求KH愈大愈好。用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场,则横向电场与前者相反,单位为mV、位置。半导体内载流子浓度远比金属载流子浓度小、位移. (3-14-5)
比例系数KH=RH/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度,便得到
(3-14-4)
称为霍尔系数。在应用中一般写成
UH=KHIHB:当电流IH通过霍尔元件(假设为P型)时,所以有些偏转的载流子将在边界积累起来,据此可以判断霍尔元件的导电类型,厚度为d。这就是霍尔效应测磁场的原理,以及判断材料的导电类型
五、电流产生的原理与载流子的运动
电流产生的原理
在电路中,电流的产生是由电荷的移动造成的。当电压施加在导体两端时,导体内部的自由电子会受到电场力的作用而发生移动,从而形成电流。
载流子的定义
载流子是指在固体材料中,能够携带电荷的电子或空穴。在半导体中,电子和空穴都可以视为载流子,它们在电场的作用下形成电流。
导体中的载流子
在金属导体中,电流主要是由自由电子构成的。这些自由电子受到电场力驱动,自由移动从而形成电流。
半导体中的载流子
在半导体中,除了自由电子外,空穴也是一种重要的载流子。空穴是电子的缺失,它相当于正电荷在固体中的移动,与电子运动方向相反。
载流子的运动与电流
电流是由正负电荷不断流动形成的,而在导体或半导体中,载流子的运动决定了电流的大小和方向。载流子的迁移率和浓度是影响电流大小的关键因素。
总结
电流实质上是载流子在外加电场作用下的移动,载流子的种类和运动规律对电流的产生和传输起着决定性作用。
感谢阅读本文,希望通过了解电流产生的原理和载流子的运动,能更深入地理解电路中电流的流动规律。
六、反向电流是由什么载流子形成?
反向电流是由少数载流子的漂移运动形成的。
在二极管中,PN结的单向导电性。
如果给它加反向电压,反向电压在某一个范围内变化,反向电流(即此时通过二极管的电流)基本不变,好像通过二极管的电流饱和了一样,这个电流就叫反向饱和电流。
反向电流是由少数载流子的漂移运动形成的,同时少数载流子是由本征激发产生的(当温度升高时,本征激发加强,漂移运动的载流子数量增加),当管子制成后,其数值决定于温度,而几乎与外加电压无关。在一定温度T下,由于热激发而产生的少数载流子的数量是一定的,电流的值趋于恒定,这时的电流就是反向饱和电流。
七、n型半导体载流子浓度和温度关系?
决定 电阻率温度关系的主要因素是载流子浓度和迁移率随温度的变化关系。
在低温下:由于 载流子浓度指数式增大(施主或 受主杂质不断电离),而迁移率也是增大的(电离杂质散射作用减弱之故),所以这时 电阻率随着温度的升高而下降。
在 室温下:由于施主或 受主杂质已经完全电离,则 载流子浓度不变,但迁移率将随着温度的升高而降低( 晶格振动加剧,导致 声子散射增强所致),所以 电阻率将随着温度的升高而增大。
在 高温下:这时 本征激发开始起作用,载流子浓度将指数式地很快增大,虽然这时迁移率仍然随着温度的升高而降低( 晶格振动散射散射越来越强),但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增大的强,所以总的效果是 电阻率随着温度的升高而下降。
八、为什么金属的载流子浓度比si好?
半导体中电子与空穴统称载流子,将纯净的半导体制作成单晶体,即为本征半导体。
在室温下,SI硅的本征载流子浓度为1.43*10^10cm^-3,GE为2.38*10^13cm^-3,另外,SI的原子密度为5×10^22/cm^3,GE为4.4×10^22/cm^3.相比之下,只有极少数原子的价电子受激发产生电子空穴对。综上,本征半导体的导电能力是很弱的。一般通过工艺参杂,来提高载流子浓度。 可参考模拟电路中的知识。更深的有半导体物理
九、杂质半导体中,多数载流子和少数载流子的浓度由什么决定?
因为半导体中的少数载流子浓度×多数载流子浓度=本征载流子浓度的平方。 而多数载流子浓度大于本征载流子浓度, 所以少数载流子的浓度比本征载流子浓度要小
十、本征载流子浓度与哪些因素有关?
所谓本征载流子就是物质本身所固有的,而不是添加剂或者杂质引起的电流载体。
当体系主要由电子引起电导时,本征载流子就是空穴和电子,即空穴和电子都可以充当电流的载体。
当然电子和空穴有时起相当的作用,有时则不一定。
例如在n型半导体中电子就占据主导作用,体系中电子浓度和迁移率会更高;有些体系则更多地依赖于空穴,此时空穴的浓度和迁移率会更高些,如p型半导体。
本征载流子的总浓度则是本征空穴浓度与本征电子浓度之和。
如果体系电导由离子引起,则本征载流子就是正离子和负离子。
同样,在不同的场合下,正负离子所起的作用是不同的。本征载流子的浓度等于本征正负离子浓度之和。