Concentração de elétrons sob condição desequilibrada Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo
Fórmula Usada
Concentração de elétrons = Concentração Intrínseca de Elétrons*exp((Nível de elétrons quase Fermi-Nível de energia intrínseca do semicondutor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 5 Variáveis
Constantes Usadas
[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valor considerado como 1.38064852E-23
Funções usadas
exp - Em uma função exponencial, o valor da função muda por um fator constante para cada mudança de unidade na variável independente., exp(Number)
Variáveis Usadas
Concentração de elétrons - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A concentração de elétrons refere-se ao número de elétrons por unidade de volume em um semicondutor sob condições de não equilíbrio.
Concentração Intrínseca de Elétrons - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A concentração intrínseca de elétrons é o não. de portadores de carga em um semicondutor quando ele está em equilíbrio térmico.
Nível de elétrons quase Fermi - (Medido em Joule) - Nível de elétrons quase Fermi é o nível de energia efetivo para elétrons em uma condição de não equilíbrio. Representa a energia até a qual os elétrons são povoados.
Nível de energia intrínseca do semicondutor - (Medido em Joule) - O nível de energia intrínseca do semicondutor refere-se ao nível de energia associado aos elétrons na ausência de quaisquer impurezas ou influências externas.
Temperatura absoluta - (Medido em Kelvin) - A temperatura absoluta representa a temperatura do sistema.
ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base
Concentração Intrínseca de Elétrons: 3.6 Elétrons por metro cúbico --> 3.6 Elétrons por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Nível de elétrons quase Fermi: 3.7 Electron-Volt --> 5.92805612100003E-19 Joule (Verifique a conversão ​aqui)
Nível de energia intrínseca do semicondutor: 3.78 Electron-Volt --> 6.05623030740003E-19 Joule (Verifique a conversão ​aqui)
Temperatura absoluta: 393 Kelvin --> 393 Kelvin Nenhuma conversão necessária
ETAPA 2: Avalie a Fórmula
Substituindo valores de entrada na fórmula
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T)) --> 3.6*exp((5.92805612100003E-19-6.05623030740003E-19)/([BoltZ]*393))
Avaliando ... ...
ne = 0.33915064947035
PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída
0.33915064947035 Elétrons por metro cúbico --> Nenhuma conversão necessária
RESPOSTA FINAL
0.33915064947035 0.339151 Elétrons por metro cúbico <-- Concentração de elétrons
(Cálculo concluído em 00.018 segundos)

Créditos

Creator Image
Criado por Gowthaman N.
Instituto Vellore de Tecnologia (Universidade VIT), Chennai
Gowthaman N. criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!
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Verificado por Parminder Singh
Universidade de Chandigarh (CU), Punjab
Parminder Singh verificou esta calculadora e mais 500+ calculadoras!

Dispositivos com componentes ópticos Calculadoras

Corrente devido à portadora gerada opticamente
​ LaTeX ​ Vai Corrente óptica = Cobrar*Área de Junção PN*Taxa de geração óptica*(Largura da transição+Comprimento de difusão da região de transição+Comprimento da junção do lado P)
Ângulo Brewsters
​ LaTeX ​ Vai Ângulo de Brewster = arctan(Índice de refração do meio 1/Índice de refração)
Ângulo de Rotação do Plano de Polarização
​ LaTeX ​ Vai Ângulo de Rotação = 1.8*Densidade do fluxo magnético*Comprimento do Médio
Ângulo Apex
​ LaTeX ​ Vai Ângulo do ápice = tan(Alfa)

Concentração de elétrons sob condição desequilibrada Fórmula

​LaTeX ​Vai
Concentração de elétrons = Concentração Intrínseca de Elétrons*exp((Nível de elétrons quase Fermi-Nível de energia intrínseca do semicondutor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))
ne = ni*exp((Fn-Ei)/([BoltZ]*T))

Por que o nível de Fermi é crucial para descrever a concentração de elétrons fora do equilíbrio em semicondutores?

O nível quase-Fermi reflete a energia efetiva na qual os elétrons são povoados em desequilíbrio. Na fórmula influencia o termo exponencial, capturando desvios do equilíbrio térmico e ilustrando o impacto dos níveis de energia na concentração de elétrons.

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