Concentrazione portante intrinseca Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo
Formula utilizzata
Concentrazione portante intrinseca = sqrt(Densità di stato effettiva in banda di valenza*Densità di stato effettiva in banda di conduzione)*exp(-Divario Energetico/(2*[BoltZ]*Temperatura))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
Questa formula utilizza 1 Costanti, 2 Funzioni, 5 Variabili
Costanti utilizzate
[BoltZ] - Costante di Boltzmann Valore preso come 1.38064852E-23
Funzioni utilizzate
exp - In una funzione esponenziale, il valore della funzione cambia di un fattore costante per ogni variazione unitaria della variabile indipendente., exp(Number)
sqrt - Una funzione radice quadrata è una funzione che accetta un numero non negativo come input e restituisce la radice quadrata del numero di input specificato., sqrt(Number)
Variabili utilizzate
Concentrazione portante intrinseca - (Misurato in 1 per metro cubo) - La concentrazione portante intrinseca viene utilizzata per descrivere la concentrazione di portatori di carica (elettroni e lacune) in un materiale semiconduttore intrinseco o non drogato all'equilibrio termico.
Densità di stato effettiva in banda di valenza - (Misurato in 1 per metro cubo) - La densità di stato effettiva nella banda di valenza è definita come la banda di orbitali elettronici da cui gli elettroni possono saltare fuori, spostandosi nella banda di conduzione quando eccitati.
Densità di stato effettiva in banda di conduzione - (Misurato in 1 per metro cubo) - La densità di stato effettiva nella banda di conduzione è definita come il numero di minimi di energia equivalenti nella banda di conduzione.
Divario Energetico - (Misurato in Joule) - Gap energetico nella fisica dello stato solido, un gap energetico è un intervallo di energia in un solido in cui non esistono stati di elettroni.
Temperatura - (Misurato in Kelvin) - La temperatura è il grado o l'intensità del calore presente in una sostanza o oggetto.
PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base
Densità di stato effettiva in banda di valenza: 240000000000 1 per metro cubo --> 240000000000 1 per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Densità di stato effettiva in banda di conduzione: 640000000 1 per metro cubo --> 640000000 1 per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Divario Energetico: 0.198 Electron-Volt --> 3.17231111340001E-20 Joule (Controlla la conversione ​qui)
Temperatura: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nessuna conversione richiesta
FASE 2: valutare la formula
Sostituzione dei valori di input nella formula
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
Valutare ... ...
ni = 269195320.407742
PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output
269195320.407742 1 per metro cubo --> Nessuna conversione richiesta
RISPOSTA FINALE
269195320.407742 2.7E+8 1 per metro cubo <-- Concentrazione portante intrinseca
(Calcolo completato in 00.004 secondi)

Titoli di coda

Creator Image
Creato da Shobhit Dimri
Bipin Tripathi Kumaon Institute of Technology (BTKIT), Dwarahat
Shobhit Dimri ha creato questa calcolatrice e altre 900+ altre calcolatrici!
Verifier Image
Verificato da Urvi Rathod
Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad
Urvi Rathod ha verificato questa calcolatrice e altre 1900+ altre calcolatrici!

20 Banda Energetica Calcolatrici

Concentrazione portante intrinseca
​ Partire Concentrazione portante intrinseca = sqrt(Densità di stato effettiva in banda di valenza*Densità di stato effettiva in banda di conduzione)*exp(-Divario Energetico/(2*[BoltZ]*Temperatura))
Carrier Lifetime
​ Partire Vettore a vita = 1/(Proporzionalità per la ricombinazione*(Concentrazione dei buchi nella banda di Valance+Concentrazione elettronica in banda di conduzione))
Concentrazione di elettroni in stato stazionario
​ Partire Concentrazione di portatori di stato stazionario = Concentrazione elettronica in banda di conduzione+Concentrazione in eccesso di portatori
Energia dell'elettrone data la costante di Coulomb
​ Partire Energia dell'elettrone = (Numero quantico^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*Lunghezza potenziale del pozzo^2)
Concentrazione in banda di conduzione
​ Partire Concentrazione elettronica in banda di conduzione = Densità di stato effettiva in banda di conduzione*Funzione di Fermi
Densità effettiva di stato
​ Partire Densità di stato effettiva in banda di conduzione = Concentrazione elettronica in banda di conduzione/Funzione di Fermi
Funzione di Fermi
​ Partire Funzione di Fermi = Concentrazione elettronica in banda di conduzione/Densità di stato effettiva in banda di conduzione
Concentrazione dei buchi nella banda di valenza
​ Partire Concentrazione dei buchi nella banda di Valance = Densità di stato effettiva in banda di valenza*(1-Funzione di Fermi)
Stato di Densità Efficace in Banda di Valenza
​ Partire Densità di stato effettiva in banda di valenza = Concentrazione dei buchi nella banda di Valance/(1-Funzione di Fermi)
Ricombinazione a vita
​ Partire Ricombinazione a vita = (Proporzionalità per la ricombinazione*Concentrazione dei buchi nella banda di Valance)^-1
Coefficiente di distribuzione
​ Partire Coefficiente di distribuzione = Concentrazione di impurità nel solido/Concentrazione di impurità nel liquido
Concentrazione liquida
​ Partire Concentrazione di impurità nel liquido = Concentrazione di impurità nel solido/Coefficiente di distribuzione
Tasso netto di variazione della banda di conduzione
​ Partire Proporzionalità per la ricombinazione = Generazione termica/(Concentrazione portante intrinseca^2)
Tasso di generazione termica
​ Partire Generazione termica = Proporzionalità per la ricombinazione*(Concentrazione portante intrinseca^2)
Eccessiva concentrazione del vettore
​ Partire Concentrazione in eccesso di portatori = Velocità di generazione ottica*Ricombinazione a vita
Velocità di generazione ottica
​ Partire Velocità di generazione ottica = Concentrazione in eccesso di portatori/Ricombinazione a vita
Energia della banda di conduzione
​ Partire Energia della banda di conduzione = Divario Energetico+Energia della banda di valenza
Energia della banda di valenza
​ Partire Energia della banda di valenza = Energia della banda di conduzione-Divario Energetico
Divario energetico
​ Partire Divario Energetico = Energia della banda di conduzione-Energia della banda di valenza
Energia fotoelettronica
​ Partire Energia fotoelettronica = [hP]*Frequenza della luce incidente

15 Porta semiconduttori Calcolatrici

Concentrazione portante intrinseca
​ Partire Concentrazione portante intrinseca = sqrt(Densità di stato effettiva in banda di valenza*Densità di stato effettiva in banda di conduzione)*exp(-Divario Energetico/(2*[BoltZ]*Temperatura))
Carrier Lifetime
​ Partire Vettore a vita = 1/(Proporzionalità per la ricombinazione*(Concentrazione dei buchi nella banda di Valance+Concentrazione elettronica in banda di conduzione))
Densità del flusso di elettroni
​ Partire Densità del flusso di elettroni = (Elettrone a cammino libero medio/(2*Tempo))*Differenza nella concentrazione di elettroni
Raggio dell'ennesima orbita dell'elettrone
​ Partire Raggio dell'ennesima orbita dell'elettrone = ([Coulomb]*Numero quantico^2*[hP]^2)/(Massa della particella*[Charge-e]^2)
Stato quantico
​ Partire Energia in stato quantico = (Numero quantico^2*pi^2*[hP]^2)/(2*Massa della particella*Lunghezza potenziale del pozzo^2)
Funzione di Fermi
​ Partire Funzione di Fermi = Concentrazione elettronica in banda di conduzione/Densità di stato effettiva in banda di conduzione
Stato di Densità Efficace in Banda di Valenza
​ Partire Densità di stato effettiva in banda di valenza = Concentrazione dei buchi nella banda di Valance/(1-Funzione di Fermi)
Coefficiente di distribuzione
​ Partire Coefficiente di distribuzione = Concentrazione di impurità nel solido/Concentrazione di impurità nel liquido
Densità della corrente elettronica
​ Partire Densità di corrente elettronica = Densità di corrente portante totale-Densità di corrente del foro
Densità di corrente del foro
​ Partire Densità di corrente del foro = Densità di corrente portante totale-Densità di corrente elettronica
Moltiplicazione di elettroni
​ Partire Moltiplicazione elettronica = Numero di elettroni fuori regione/Numero di elettroni nella regione
Tempo medio speso per buca
​ Partire Tempo medio speso per buca = Velocità di generazione ottica*Decadimento del vettore maggioritario
Eccessiva concentrazione del vettore
​ Partire Concentrazione in eccesso di portatori = Velocità di generazione ottica*Ricombinazione a vita
Energia della banda di conduzione
​ Partire Energia della banda di conduzione = Divario Energetico+Energia della banda di valenza
Energia fotoelettronica
​ Partire Energia fotoelettronica = [hP]*Frequenza della luce incidente

Concentrazione portante intrinseca Formula

Concentrazione portante intrinseca = sqrt(Densità di stato effettiva in banda di valenza*Densità di stato effettiva in banda di conduzione)*exp(-Divario Energetico/(2*[BoltZ]*Temperatura))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

Quanto è la concentrazione intrinseca in funzione della temperatura?

Se gli elettroni sono nella banda di conduzione, perderanno rapidamente energia e ricadranno nella banda di valenza, annullando un buco. Pertanto, l'abbassamento della temperatura provoca una diminuzione della concentrazione del vettore intrinseco, mentre l'aumento della temperatura provoca un aumento della concentrazione del vettore intrinseco.

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