Concentración de electrones en condiciones de desequilibrio Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo
Fórmula utilizada
Concentración de electrones = Concentración intrínseca de electrones*exp((Nivel cuasi Fermi de electrones-Nivel de energía intrínseca del semiconductor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 5 Variables
Constantes utilizadas
[BoltZ] - constante de Boltzmann Valor tomado como 1.38064852E-23
Funciones utilizadas
exp - En una función exponencial, el valor de la función cambia en un factor constante por cada cambio de unidad en la variable independiente., exp(Number)
Variables utilizadas
Concentración de electrones - (Medido en Electrones por metro cúbico) - La concentración de electrones se refiere al número de electrones por unidad de volumen en un semiconductor en condiciones de no equilibrio.
Concentración intrínseca de electrones - (Medido en Electrones por metro cúbico) - La concentración intrínseca de electrones es la no. de portadores de carga en un semiconductor cuando está en equilibrio térmico.
Nivel cuasi Fermi de electrones - (Medido en Joule) - El nivel de electrones Quasi Fermi es el nivel de energía efectivo para los electrones en una condición de no equilibrio. Representa la energía hasta la cual se pueblan los electrones.
Nivel de energía intrínseca del semiconductor - (Medido en Joule) - El nivel de energía intrínseca de un semiconductor se refiere al nivel de energía asociado con los electrones en ausencia de impurezas o influencias externas.
Temperatura absoluta - (Medido en Kelvin) - La temperatura absoluta representa la temperatura del sistema.
PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base
Concentración intrínseca de electrones: 3.6 Electrones por metro cúbico --> 3.6 Electrones por metro cúbico No se requiere conversión
Nivel cuasi Fermi de electrones: 3.7 Electron-Voltio --> 5.92805612100003E-19 Joule (Verifique la conversión ​aquí)
Nivel de energía intrínseca del semiconductor: 3.78 Electron-Voltio --> 6.05623030740003E-19 Joule (Verifique la conversión ​aquí)
Temperatura absoluta: 393 Kelvin --> 393 Kelvin No se requiere conversión
PASO 2: Evaluar la fórmula
Sustituir valores de entrada en una fórmula
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T)) --> 3.6*exp((5.92805612100003E-19-6.05623030740003E-19)/([BoltZ]*393))
Evaluar ... ...
ne = 0.33915064947035
PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida
0.33915064947035 Electrones por metro cúbico --> No se requiere conversión
RESPUESTA FINAL
0.33915064947035 0.339151 Electrones por metro cúbico <-- Concentración de electrones
(Cálculo completado en 00.020 segundos)

Créditos

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Creado por Gowthaman N
Instituto de Tecnología de Vellore (Universidad VIT), Chennai
¡Gowthaman N ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!
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Verificada por parminder singh
Universidad de Chandigarh (CU), Punjab
¡parminder singh ha verificado esta calculadora y 500+ más calculadoras!

Dispositivos con componentes ópticos Calculadoras

Corriente debida a portadora generada ópticamente
​ LaTeX ​ Vamos Corriente óptica = Cargar*Área de unión PN*Tasa de generación óptica*(Ancho de transición+Difusión Duración de la región de transición+Longitud de la unión del lado P)
Ángulo de Brewster
​ LaTeX ​ Vamos El ángulo de Brewster = arctan(Índice de refracción del medio 1/Índice de refracción)
Ángulo de rotación del plano de polarización
​ LaTeX ​ Vamos Ángulo de rotación = 1.8*Densidad de flujo magnético*Longitud del medio
Ángulo de vértice
​ LaTeX ​ Vamos Ángulo del ápice = tan(Alfa)

Concentración de electrones en condiciones de desequilibrio Fórmula

​LaTeX ​Vamos
Concentración de electrones = Concentración intrínseca de electrones*exp((Nivel cuasi Fermi de electrones-Nivel de energía intrínseca del semiconductor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T))

¿Por qué el nivel de Fermi es crucial para describir la concentración de electrones en desequilibrio en semiconductores?

El nivel cuasi-Fermi refleja la energía efectiva a la que se pueblan los electrones en desequilibrio. En la fórmula influye en el término exponencial, capturando desviaciones del equilibrio térmico e ilustrando el impacto de los niveles de energía en la concentración de electrones.

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