半导体参杂浓度计算

硅的原子密度为5*10^22cm-3,掺入1%的As后,若杂质全部电离,则室温下载流子浓度为：

多数载流子（电子）n=5*10^22cm-3*1%=5*10^20cm-3

少数载流子（空穴）p=ni^2/n=0.45cm-3

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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