Концентрация внутреннего носителя Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
Используемая формула
Концентрация внутреннего носителя = sqrt(Эффективная плотность состояний в валентной зоне*Эффективная плотность состояний в зоне проводимости)*exp(-Энергетический разрыв/(2*[BoltZ]*Температура))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
В этой формуле используются 1 Константы, 2 Функции, 5 Переменные
Используемые константы
[BoltZ] - постоянная Больцмана Значение, принятое как 1.38064852E-23
Используемые функции
exp - В показательной функции значение функции изменяется на постоянный множитель при каждом единичном изменении независимой переменной., exp(Number)
sqrt - Функция квадратного корня — это функция, которая принимает в качестве входных данных неотрицательное число и возвращает квадратный корень заданного входного числа., sqrt(Number)
Используемые переменные
Концентрация внутреннего носителя - (Измеряется в 1 на кубический метр) - Концентрация собственных носителей используется для описания концентрации носителей заряда (электронов и дырок) в собственном или нелегированном полупроводниковом материале при тепловом равновесии.
Эффективная плотность состояний в валентной зоне - (Измеряется в 1 на кубический метр) - Эффективная плотность состояний в валентной зоне определяется как полоса электронных орбиталей, из которой электроны могут выпрыгивать, перемещаясь в зону проводимости при возбуждении.
Эффективная плотность состояний в зоне проводимости - (Измеряется в 1 на кубический метр) - Эффективная плотность состояний в зоне проводимости определяется как количество эквивалентных минимумов энергии в зоне проводимости.
Энергетический разрыв - (Измеряется в Джоуль) - Энергетическая щель в физике твердого тела, энергетическая щель - это диапазон энергий в твердом теле, в котором не существует электронных состояний.
Температура - (Измеряется в Кельвин) - Температура – это степень или интенсивность тепла, присутствующего в веществе или объекте.
ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок
Эффективная плотность состояний в валентной зоне: 240000000000 1 на кубический метр --> 240000000000 1 на кубический метр Конверсия не требуется
Эффективная плотность состояний в зоне проводимости: 640000000 1 на кубический метр --> 640000000 1 на кубический метр Конверсия не требуется
Энергетический разрыв: 0.198 Электрон-вольт --> 3.17231111340001E-20 Джоуль (Проверьте преобразование ​здесь)
Температура: 300 Кельвин --> 300 Кельвин Конверсия не требуется
ШАГ 2: Оцените формулу
Подстановка входных значений в формулу
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
Оценка ... ...
ni = 269195320.407742
ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода
269195320.407742 1 на кубический метр --> Конверсия не требуется
ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ
269195320.407742 2.7E+8 1 на кубический метр <-- Концентрация внутреннего носителя
(Расчет завершен через 00.004 секунд)

Кредиты

Creator Image
Сделано Шобхит Димри
Технологический институт Бипина Трипати Кумаон (BTKIT), Дварахат
Шобхит Димри создал этот калькулятор и еще 900+!
Verifier Image
Проверено Урви Ратод
Государственный инженерный колледж Вишвакармы (VGEC), Ахмадабад
Урви Ратод проверил этот калькулятор и еще 1900+!

Энергетический диапазон и носитель заряда Калькуляторы

Энергия электрона с учетом постоянной Кулона
​ LaTeX ​ Идти Энергия электрона = (Квантовое число^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*Потенциальная длина скважины^2)
Стационарная концентрация электронов
​ LaTeX ​ Идти Устойчивая концентрация носителя = Концентрация электронов в зоне проводимости+Избыточная концентрация носителя
Энергия валентной полосы
​ LaTeX ​ Идти Энергия валентной полосы = Энергия зоны проводимости-Энергетический разрыв
Энергетический разрыв
​ LaTeX ​ Идти Энергетический разрыв = Энергия зоны проводимости-Энергия валентной полосы

Полупроводниковые носители Калькуляторы

Функция Ферми
​ LaTeX ​ Идти Функция Ферми = Концентрация электронов в зоне проводимости/Эффективная плотность состояний в зоне проводимости
Коэффициент распределения
​ LaTeX ​ Идти Коэффициент распределения = Концентрация примесей в твердом теле/Концентрация примесей в жидкости
Энергия зоны проводимости
​ LaTeX ​ Идти Энергия зоны проводимости = Энергетический разрыв+Энергия валентной полосы
Фотоэлектронная энергия
​ LaTeX ​ Идти Фотоэлектронная энергия = [hP]*Частота падающего света

Концентрация внутреннего носителя формула

​LaTeX ​Идти
Концентрация внутреннего носителя = sqrt(Эффективная плотность состояний в валентной зоне*Эффективная плотность состояний в зоне проводимости)*exp(-Энергетический разрыв/(2*[BoltZ]*Температура))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

Как собственная концентрация зависит от температуры?

Если электроны находятся в зоне проводимости, они быстро теряют энергию и возвращаются в валентную зону, аннигилируя дырку. Следовательно, понижение температуры вызывает уменьшение концентрации собственных носителей заряда, а повышение температуры вызывает увеличение концентрации собственных носителей заряда.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!