Concentration de transporteur intrinsèque Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
Cette formule utilise 1 Constantes, 2 Les fonctions, 5 Variables
Constantes utilisées
[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valeur prise comme 1.38064852E-23
Fonctions utilisées
exp - Dans une fonction exponentielle, la valeur de la fonction change d'un facteur constant pour chaque changement d'unité dans la variable indépendante., exp(Number)
sqrt - Une fonction racine carrée est une fonction qui prend un nombre non négatif comme entrée et renvoie la racine carrée du nombre d'entrée donné., sqrt(Number)
Variables utilisées
Concentration de transporteur intrinsèque - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration de porteurs intrinsèques est utilisée pour décrire la concentration de porteurs de charge (électrons et trous) dans un matériau semi-conducteur intrinsèque ou non dopé à l'équilibre thermique.
Densité effective d'état dans la bande de Valence - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La densité d'état effective dans la bande de Valence est définie comme la bande d'orbitales d'électrons à partir de laquelle les électrons peuvent sauter, se déplaçant dans la bande de conduction lorsqu'ils sont excités.
Densité effective d'état dans la bande de conduction - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La densité d'état effective dans la bande de conduction est définie comme le nombre de minima d'énergie équivalents dans la bande de conduction.
Déficit énergétique - (Mesuré en Joule) - Écart d'énergie en physique du solide , un écart d'énergie est une plage d'énergie dans un solide où aucun état électronique n'existe.
Température - (Mesuré en Kelvin) - La température est le degré ou l'intensité de la chaleur présente dans une substance ou un objet.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Densité effective d'état dans la bande de Valence: 240000000000 1 par mètre cube --> 240000000000 1 par mètre cube Aucune conversion requise
Densité effective d'état dans la bande de conduction: 640000000 1 par mètre cube --> 640000000 1 par mètre cube Aucune conversion requise
Déficit énergétique: 0.198 Électron-volt --> 3.17231111340001E-20 Joule (Vérifiez la conversion ​ici)
Température: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
Évaluer ... ...
ni = 269195320.407742
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
269195320.407742 1 par mètre cube --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
269195320.407742 2.7E+8 1 par mètre cube <-- Concentration de transporteur intrinsèque
(Calcul effectué en 00.004 secondes)

Crédits

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Créé par Shobhit Dimri
Institut de technologie Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat
Shobhit Dimri a créé cette calculatrice et 900+ autres calculatrices!
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Vérifié par Urvi Rathod
Collège d'ingénierie du gouvernement de Vishwakarma (VGEC), Ahmedabad
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Bande d'énergie et porteur de charge Calculatrices

Concentration d'électrons à l'état d'équilibre
​ LaTeX ​ Aller Concentration de transporteur à l'état d'équilibre = Concentration d'électrons dans la bande de conduction+Concentration excessive de porteurs
Énergie de l'électron étant donné la constante de Coulomb
​ LaTeX ​ Aller Énergie de l'électron = (Nombre quantique^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*Longueur potentielle du puits^2)
Énergie de la bande de Valence
​ LaTeX ​ Aller Énergie de la bande de Valence = Énergie de bande de conduction-Déficit énergétique
Déficit énergétique
​ LaTeX ​ Aller Déficit énergétique = Énergie de bande de conduction-Énergie de la bande de Valence

Porteurs de semi-conducteurs Calculatrices

Fonction Fermi
​ LaTeX ​ Aller Fonction de Fermi = Concentration d'électrons dans la bande de conduction/Densité effective d'état dans la bande de conduction
Coefficient de distribution
​ LaTeX ​ Aller Coefficient de répartition = Concentration d'impuretés dans le solide/Concentration d'impuretés dans le liquide
Énergie de bande de conduction
​ LaTeX ​ Aller Énergie de bande de conduction = Déficit énergétique+Énergie de la bande de Valence
Énergie photoélectronique
​ LaTeX ​ Aller Énergie photoélectronique = [hP]*Fréquence de la lumière incidente

Concentration de transporteur intrinsèque Formule

​LaTeX ​Aller
Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

Comment la concentration intrinsèque est-elle fonction de la température ?

Si les électrons se trouvent dans la bande de conduction, ils perdront rapidement de l'énergie et retomberont dans la bande de valence, annihilant un trou. Par conséquent, l'abaissement de la température provoque une diminution de la concentration en porteurs intrinsèques, tandis que l'augmentation de la température provoque une augmentation de la concentration en porteurs intrinsèques.

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