Concentration de transporteur intrinsèque Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul
Formule utilisée
Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
Cette formule utilise 1 Constantes, 2 Les fonctions, 5 Variables
Constantes utilisées
[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valeur prise comme 1.38064852E-23
Fonctions utilisées
exp - Dans une fonction exponentielle, la valeur de la fonction change d'un facteur constant pour chaque changement d'unité dans la variable indépendante., exp(Number)
sqrt - Une fonction racine carrée est une fonction qui prend un nombre non négatif comme entrée et renvoie la racine carrée du nombre d'entrée donné., sqrt(Number)
Variables utilisées
Concentration de transporteur intrinsèque - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration de porteurs intrinsèques est utilisée pour décrire la concentration de porteurs de charge (électrons et trous) dans un matériau semi-conducteur intrinsèque ou non dopé à l'équilibre thermique.
Densité effective d'état dans la bande de Valence - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La densité d'état effective dans la bande de Valence est définie comme la bande d'orbitales d'électrons à partir de laquelle les électrons peuvent sauter, se déplaçant dans la bande de conduction lorsqu'ils sont excités.
Densité effective d'état dans la bande de conduction - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La densité d'état effective dans la bande de conduction est définie comme le nombre de minima d'énergie équivalents dans la bande de conduction.
Déficit énergétique - (Mesuré en Joule) - Écart d'énergie en physique du solide , un écart d'énergie est une plage d'énergie dans un solide où aucun état électronique n'existe.
Température - (Mesuré en Kelvin) - La température est le degré ou l'intensité de la chaleur présente dans une substance ou un objet.
ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base
Densité effective d'état dans la bande de Valence: 240000000000 1 par mètre cube --> 240000000000 1 par mètre cube Aucune conversion requise
Densité effective d'état dans la bande de conduction: 640000000 1 par mètre cube --> 640000000 1 par mètre cube Aucune conversion requise
Déficit énergétique: 0.198 Électron-volt --> 3.17231111340001E-20 Joule (Vérifiez la conversion ​ici)
Température: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Aucune conversion requise
ÉTAPE 2: Évaluer la formule
Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
Évaluer ... ...
ni = 269195320.407742
ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie
269195320.407742 1 par mètre cube --> Aucune conversion requise
RÉPONSE FINALE
269195320.407742 2.7E+8 1 par mètre cube <-- Concentration de transporteur intrinsèque
(Calcul effectué en 00.020 secondes)

Crédits

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Créé par Shobhit Dimri
Institut de technologie Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat
Shobhit Dimri a créé cette calculatrice et 900+ autres calculatrices!
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Vérifié par Urvi Rathod
Collège d'ingénierie du gouvernement de Vishwakarma (VGEC), Ahmedabad
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20 Bande d'énergie Calculatrices

Concentration de transporteur intrinsèque
​ Aller Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
Durée de vie du transporteur
​ Aller Durée de vie du transporteur = 1/(Proportionnalité pour la recombinaison*(Concentration de trous dans la bande de cantonnière+Concentration d'électrons dans la bande de conduction))
Concentration d'électrons à l'état d'équilibre
​ Aller Concentration de transporteur à l'état d'équilibre = Concentration d'électrons dans la bande de conduction+Concentration excessive de porteurs
Énergie de l'électron étant donné la constante de Coulomb
​ Aller Énergie de l'électron = (Nombre quantique^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*Longueur potentielle du puits^2)
Durée de vie de la recombinaison
​ Aller Durée de vie de la recombinaison = (Proportionnalité pour la recombinaison*Concentration de trous dans la bande de cantonnière)^-1
Concentration dans la bande de conduction
​ Aller Concentration d'électrons dans la bande de conduction = Densité effective d'état dans la bande de conduction*Fonction de Fermi
Densité effective d'état
​ Aller Densité effective d'état dans la bande de conduction = Concentration d'électrons dans la bande de conduction/Fonction de Fermi
Fonction Fermi
​ Aller Fonction de Fermi = Concentration d'électrons dans la bande de conduction/Densité effective d'état dans la bande de conduction
État de densité efficace dans la bande de Valence
​ Aller Densité effective d'état dans la bande de Valence = Concentration de trous dans la bande de cantonnière/(1-Fonction de Fermi)
Concentration de trous dans la bande de Valence
​ Aller Concentration de trous dans la bande de cantonnière = Densité effective d'état dans la bande de Valence*(1-Fonction de Fermi)
Coefficient de distribution
​ Aller Coefficient de répartition = Concentration d'impuretés dans le solide/Concentration d'impuretés dans le liquide
Concentration liquide
​ Aller Concentration d'impuretés dans le liquide = Concentration d'impuretés dans le solide/Coefficient de répartition
Taux net de changement dans la bande de conduction
​ Aller Proportionnalité pour la recombinaison = Génération thermique/(Concentration de transporteur intrinsèque^2)
Taux de génération thermique
​ Aller Génération thermique = Proportionnalité pour la recombinaison*(Concentration de transporteur intrinsèque^2)
Concentration excessive de porteurs
​ Aller Concentration excessive de porteurs = Taux de génération optique*Durée de vie de la recombinaison
Taux de génération optique
​ Aller Taux de génération optique = Concentration excessive de porteurs/Durée de vie de la recombinaison
Énergie de la bande de Valence
​ Aller Énergie de la bande de Valence = Énergie de bande de conduction-Déficit énergétique
Énergie de bande de conduction
​ Aller Énergie de bande de conduction = Déficit énergétique+Énergie de la bande de Valence
Déficit énergétique
​ Aller Déficit énergétique = Énergie de bande de conduction-Énergie de la bande de Valence
Énergie photoélectronique
​ Aller Énergie photoélectronique = [hP]*Fréquence de la lumière incidente

15 Porteurs de semi-conducteurs Calculatrices

Concentration de transporteur intrinsèque
​ Aller Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
Durée de vie du transporteur
​ Aller Durée de vie du transporteur = 1/(Proportionnalité pour la recombinaison*(Concentration de trous dans la bande de cantonnière+Concentration d'électrons dans la bande de conduction))
État quantique
​ Aller L'énergie à l'état quantique = (Nombre quantique^2*pi^2*[hP]^2)/(2*Masse de particules*Longueur potentielle du puits^2)
Rayon de la nième orbite de l'électron
​ Aller Rayon de la nième orbite de l'électron = ([Coulomb]*Nombre quantique^2*[hP]^2)/(Masse de particules*[Charge-e]^2)
Densité du flux électronique
​ Aller Densité de flux d'électrons = (Électron de libre parcours moyen/(2*Temps))*Différence de concentration d'électrons
Fonction Fermi
​ Aller Fonction de Fermi = Concentration d'électrons dans la bande de conduction/Densité effective d'état dans la bande de conduction
État de densité efficace dans la bande de Valence
​ Aller Densité effective d'état dans la bande de Valence = Concentration de trous dans la bande de cantonnière/(1-Fonction de Fermi)
Coefficient de distribution
​ Aller Coefficient de répartition = Concentration d'impuretés dans le solide/Concentration d'impuretés dans le liquide
Concentration excessive de porteurs
​ Aller Concentration excessive de porteurs = Taux de génération optique*Durée de vie de la recombinaison
Densité de courant électronique
​ Aller Densité de courant électronique = Densité totale de courant porteur-Densité de courant de trou
Temps moyen passé par trou
​ Aller Temps moyen passé par trou = Taux de génération optique*Décroissance des porteurs majoritaires
Densité de courant de trou
​ Aller Densité de courant de trou = Densité totale de courant porteur-Densité de courant électronique
Multiplication d'électrons
​ Aller Multiplication d'électrons = Nombre d'électrons hors région/Nombre d'électrons dans la région
Énergie de bande de conduction
​ Aller Énergie de bande de conduction = Déficit énergétique+Énergie de la bande de Valence
Énergie photoélectronique
​ Aller Énergie photoélectronique = [hP]*Fréquence de la lumière incidente

Concentration de transporteur intrinsèque Formule

Concentration de transporteur intrinsèque = sqrt(Densité effective d'état dans la bande de Valence*Densité effective d'état dans la bande de conduction)*exp(-Déficit énergétique/(2*[BoltZ]*Température))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

Comment la concentration intrinsèque est-elle fonction de la température ?

Si les électrons se trouvent dans la bande de conduction, ils perdront rapidement de l'énergie et retomberont dans la bande de valence, annihilant un trou. Par conséquent, l'abaissement de la température provoque une diminution de la concentration en porteurs intrinsèques, tandis que l'augmentation de la température provoque une augmentation de la concentration en porteurs intrinsèques.

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