用各种计算浓度的方法,计算半导体载流子的浓度

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。

一定的电荷转移我们可以用以下公式对本征半导体中的自由电子的浓度进行计算：

ni（T）＝AT3/2e－EG/2kT式中，

EG——电子挣脱共价键束缚所需要的能量，单位是eV（电子伏），又被称为禁带宽度；

T——温度；

A——系数；

k——波耳兹曼常数（1．38×10－23J/K）；

e——自然对数的底。

pn结的内建电势差计算公式为

第一种形式：

VD=kT/q*ln(nno*ppo/n²i) ①

VD 内建电位差

T 绝对温度值

q 电子电荷量绝对值

nno n型半导体电子浓度

ppo p型半导体空穴浓度

ni 本征半导体电子浓度

第二种形式：

VD=kT/q*ln(ND*NA/n²i) ②

ND 施主杂质浓度

NA 受主杂质浓度

第三种形式：

VD=kT/q*ln(ppo/pno) ③

VD=kT/q*ln(nno/npo) ④

pno n型半导体空穴浓度

npo p型半导体电子浓度

从上述计算公式可以看出与内建电位差相关的因素。

锗型半导体的内建电位差约为0.2~0.3伏；硅型半导体的内建电位差约为0.6~0.8伏。

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