Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen Taschenrechner

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✖Die intrinsische Elektronenkonzentration ist die Nr. der Ladungsträger in einem Halbleiter, wenn dieser sich im thermischen Gleichgewicht befindet.ⓘ Intrinsische Elektronenkonzentration [n_i]			+10% -10%
✖Das Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen ist das effektive Energieniveau für Elektronen in einem Nichtgleichgewichtszustand. Sie stellt die Energie dar, bis zu der Elektronen besetzt sind.ⓘ Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen [F_n]			+10% -10%
✖Das intrinsische Energieniveau eines Halbleiters bezieht sich auf das Energieniveau, das mit Elektronen in Abwesenheit jeglicher Verunreinigungen oder äußerer Einflüsse verbunden ist.ⓘ Eigenenergieniveau eines Halbleiters [E_i]			+10% -10%
✖Die absolute Temperatur stellt die Temperatur des Systems dar.ⓘ Absolute Temperatur [T]			+10% -10%

✖Die Elektronenkonzentration bezieht sich auf die Anzahl der Elektronen pro Volumeneinheit in einem Halbleiter unter Nichtgleichgewichtsbedingungen.ⓘ Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen [n_e]

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Formel

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Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen

Formel

`"n"_{"e"} = "n"_{"i"}*exp(("F"_{"n"}-"E"_{"i"})/("[BoltZ]"*"T"))`

Beispiel

`"0.339151electrons/m³"="3.6electrons/m³"*exp(("3.7eV"-"3.78eV")/("[BoltZ]"*"393K"))`

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Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Elektronenkonzentration = Intrinsische Elektronenkonzentration*exp((Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen-Eigenenergieniveau eines Halbleiters)/([BoltZ]*Absolute Temperatur))
n_e = n_i*exp((F_n-E_i)/([BoltZ]*T))
Diese formel verwendet 1 Konstanten, 1 Funktionen, 5 Variablen

Verwendete Konstanten

[BoltZ] - Boltzmann-Konstante Wert genommen als 1.38064852E-23

Verwendete Funktionen

exp - Bei einer Exponentialfunktion ändert sich der Wert der Funktion bei jeder Änderung der unabhängigen Variablen um einen konstanten Faktor., exp(Number)

Verwendete Variablen

Elektronenkonzentration - (Gemessen in Elektronen pro Kubikmeter) - Die Elektronenkonzentration bezieht sich auf die Anzahl der Elektronen pro Volumeneinheit in einem Halbleiter unter Nichtgleichgewichtsbedingungen.
Intrinsische Elektronenkonzentration - (Gemessen in Elektronen pro Kubikmeter) - Die intrinsische Elektronenkonzentration ist die Nr. der Ladungsträger in einem Halbleiter, wenn dieser sich im thermischen Gleichgewicht befindet.
Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen - (Gemessen in Joule) - Das Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen ist das effektive Energieniveau für Elektronen in einem Nichtgleichgewichtszustand. Sie stellt die Energie dar, bis zu der Elektronen besetzt sind.
Eigenenergieniveau eines Halbleiters - (Gemessen in Joule) - Das intrinsische Energieniveau eines Halbleiters bezieht sich auf das Energieniveau, das mit Elektronen in Abwesenheit jeglicher Verunreinigungen oder äußerer Einflüsse verbunden ist.
Absolute Temperatur - (Gemessen in Kelvin) - Die absolute Temperatur stellt die Temperatur des Systems dar.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Intrinsische Elektronenkonzentration: 3.6 Elektronen pro Kubikmeter --> 3.6 Elektronen pro Kubikmeter Keine Konvertierung erforderlich
Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen: 3.7 Elektronen Volt --> 5.92805612100003E-19 Joule (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Eigenenergieniveau eines Halbleiters: 3.78 Elektronen Volt --> 6.05623030740003E-19 Joule (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Absolute Temperatur: 393 Kelvin --> 393 Kelvin Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

n_e = n_i*exp((F_n-E_i)/([BoltZ]*T)) --> 3.6*exp((5.92805612100003E-19-6.05623030740003E-19)/([BoltZ]*393))

Auswerten ... ...

n_e = 0.33915064947035

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

0.33915064947035 Elektronen pro Kubikmeter --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

0.33915064947035 ≈ 0.339151 Elektronen pro Kubikmeter <-- Elektronenkonzentration

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Gowthaman N

Vellore Institut für Technologie (VIT-Universität), Chennai

Gowthaman N hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Parminder Singh

Chandigarh-Universität (KU), Punjab

Parminder Singh hat diesen Rechner und 600+ weitere Rechner verifiziert!

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PN-Übergangskapazität

Gehen Sperrschichtkapazität = PN-Kreuzungsgebiet/2*sqrt((2*[Charge-e]*Relative Permittivität*[Permitivity-silicon])/(Spannung am PN-Anschluss-(Sperrspannung))*((Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration)/(Akzeptorkonzentration+Spenderkonzentration)))

Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen

Gehen Elektronenkonzentration = Intrinsische Elektronenkonzentration*exp((Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen-Eigenenergieniveau eines Halbleiters)/([BoltZ]*Absolute Temperatur))

Diffusionslänge des Übergangsbereichs

Gehen Diffusionslänge des Übergangsbereichs = Optischer Strom/(Aufladung*PN-Kreuzungsgebiet*Optische Erzeugungsrate)-(Übergangsbreite+Länge der P-seitigen Kreuzung)

Strom durch optisch erzeugten Träger

Gehen Optischer Strom = Aufladung*PN-Kreuzungsgebiet*Optische Erzeugungsrate*(Übergangsbreite+Diffusionslänge des Übergangsbereichs+Länge der P-seitigen Kreuzung)

Spitzenverzögerung

Gehen Spitzenverzögerung = (2*pi)/Wellenlänge des Lichts*Länge der Faser*Brechungsindex^3*Modulationsspannung

Maximaler Akzeptanzwinkel der zusammengesetzten Linse

Gehen Akzeptanzwinkel = asin(Brechungsindex des Mediums 1*Radius der Linse*sqrt(Positive Konstante))

Effektive Zustandsdichte im Leitungsband

Gehen Effektive Staatendichte = 2*(2*pi*Effektive Elektronenmasse*[BoltZ]*Absolute Temperatur/[hP]^2)^(3/2)

Diffusionskoeffizient des Elektrons

Gehen Elektronendiffusionskoeffizient = Mobilität des Elektrons*[BoltZ]*Absolute Temperatur/[Charge-e]

Beugung mit der Fresnel-Kirchoff-Formel

Gehen Beugungswinkel = asin(1.22*Wellenlänge des sichtbaren Lichts/Durchmesser der Blende)

Streifenabstand bei gegebenem Scheitelwinkel

Gehen Randraum = Wellenlänge des sichtbaren Lichts/(2*tan(Interferenzwinkel))

Anregungsenergie

Gehen Anregungsenergie = 1.6*10^-19*13.6*(Effektive Elektronenmasse/[Mass-e])*(1/[Permitivity-silicon]^2)

Brewsters Winkel

Gehen Brewsters Winkel = arctan(Brechungsindex des Mediums 1/Brechungsindex)

Drehwinkel der Polarisationsebene

Gehen Drehwinkel = 1.8*Magnetflußdichte*Länge des Mediums

Scheitelwinkel

Gehen Spitzenwinkel = tan(Alpha)

Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen Formel

Warum ist das Fermi-Niveau von entscheidender Bedeutung für die Beschreibung der Nichtgleichgewichts-Elektronenkonzentration in Halbleitern?

Das Quasi-Fermi-Niveau spiegelt die effektive Energie wider, mit der Elektronen im Nichtgleichgewicht besetzt sind. In der Formel beeinflusst es den Exponentialterm, erfasst Abweichungen vom thermischen Gleichgewicht und veranschaulicht den Einfluss von Energieniveaus auf die Elektronenkonzentration.

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