आंतरिक वाहक एकाग्रता उपाय

चरण 0: पूर्व-गणन सारांश
फॉर्म्युला वापरले जाते
आंतरिक वाहक एकाग्रता = sqrt(व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता)*exp(-ऊर्जा अंतर/(2*[BoltZ]*तापमान))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
हे सूत्र 1 स्थिर, 2 कार्ये, 5 व्हेरिएबल्स वापरते
सतत वापरलेले
[BoltZ] - बोल्ट्झमन स्थिर मूल्य घेतले म्हणून 1.38064852E-23
कार्ये वापरली
exp - n एक घातांकीय कार्य, स्वतंत्र व्हेरिएबलमधील प्रत्येक युनिट बदलासाठी फंक्शनचे मूल्य स्थिर घटकाने बदलते., exp(Number)
sqrt - स्क्वेअर रूट फंक्शन हे एक फंक्शन आहे जे इनपुट म्हणून नॉन-ऋणात्मक संख्या घेते आणि दिलेल्या इनपुट नंबरचे वर्गमूळ परत करते., sqrt(Number)
व्हेरिएबल्स वापरलेले
आंतरिक वाहक एकाग्रता - (मध्ये मोजली 1 प्रति घनमीटर) - आंतरिक वाहक एकाग्रतेचा वापर थर्मल समतोल येथे आंतरिक किंवा न भरलेल्या अर्धसंवाहक सामग्रीमध्ये चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र) च्या एकाग्रतेचे वर्णन करण्यासाठी केला जातो.
व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता - (मध्ये मोजली 1 प्रति घनमीटर) - व्हॅलेन्स बँडमधील राज्याची प्रभावी घनता ही इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सचा बँड म्हणून परिभाषित केली जाते ज्यामधून इलेक्ट्रॉन बाहेर उडी मारू शकतात, उत्तेजित झाल्यावर वहन बँडमध्ये जाऊ शकतात.
कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता - (मध्ये मोजली 1 प्रति घनमीटर) - कंडक्शन बँडमधील राज्याची प्रभावी घनता ही वहन बँडमधील समतुल्य उर्जा मिनिमाची संख्या म्हणून परिभाषित केली जाते.
ऊर्जा अंतर - (मध्ये मोजली ज्युल) - सॉलिड-स्टेट फिजिक्समध्ये एनर्जी गॅप, एनर्जी गॅप म्हणजे सॉलिडमधील ऊर्जेची रेंज आहे जिथे इलेक्ट्रॉन स्थिती अस्तित्वात नाही.
तापमान - (मध्ये मोजली केल्विन) - तापमान म्हणजे पदार्थ किंवा वस्तूमध्ये असलेल्या उष्णतेची डिग्री किंवा तीव्रता.
चरण 1: इनपुट ला बेस युनिटमध्ये रूपांतरित करा
व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता: 240000000000 1 प्रति घनमीटर --> 240000000000 1 प्रति घनमीटर कोणतेही रूपांतरण आवश्यक नाही
कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता: 640000000 1 प्रति घनमीटर --> 640000000 1 प्रति घनमीटर कोणतेही रूपांतरण आवश्यक नाही
ऊर्जा अंतर: 0.198 इलेक्ट्रॉन-व्होल्ट --> 3.17231111340001E-20 ज्युल (रूपांतरण तपासा ​येथे)
तापमान: 300 केल्विन --> 300 केल्विन कोणतेही रूपांतरण आवश्यक नाही
चरण 2: फॉर्म्युलाचे मूल्यांकन करा
फॉर्म्युलामध्ये इनपुट व्हॅल्यूजची स्थापना करणे
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
मूल्यांकन करत आहे ... ...
ni = 269195320.407742
चरण 3: निकाल आउटपुटच्या युनिटमध्ये रूपांतरित करा
269195320.407742 1 प्रति घनमीटर --> कोणतेही रूपांतरण आवश्यक नाही
अंतिम उत्तर
269195320.407742 2.7E+8 1 प्रति घनमीटर <-- आंतरिक वाहक एकाग्रता
(गणना 00.004 सेकंदात पूर्ण झाली)

जमा

Creator Image
ने निर्मित शोभित दिमरी
बिपिन त्रिपाठी कुमाऊँ तंत्रज्ञान तंत्रज्ञान (बीटीकेआयटी), द्वाराहाट
शोभित दिमरी यांनी हे कॅल्क्युलेटर आणि 900+ अधिक कॅल्क्युलेटर तयार केले आहेत!
Verifier Image
द्वारे सत्यापित उर्वी राठोड
विश्वकर्मा शासकीय अभियांत्रिकी महाविद्यालय (व्हीजीईसी), अहमदाबाद
उर्वी राठोड यानी हे कॅल्क्युलेटर आणि 1900+ अधिक कॅल्क्युलेटर सत्यापित केले आहेत।

20 एनर्जी बँड कॅल्क्युलेटर

आंतरिक वाहक एकाग्रता
​ जा आंतरिक वाहक एकाग्रता = sqrt(व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता)*exp(-ऊर्जा अंतर/(2*[BoltZ]*तापमान))
कॅरियर लाइफटाइम
​ जा वाहक आजीवन = 1/(पुनर्संयोजनासाठी आनुपातिकता*(व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता+कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता))
कुलॉम्बचा स्थिरांक दिलेली इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा
​ जा इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा = (क्वांटम संख्या^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*संभाव्य विहिरीची लांबी^2)
व्हॅलेन्स बँडमध्ये प्रभावी घनता स्थिती
​ जा व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता = व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता/(1-फर्मी फंक्शन)
व्हॅलेन्स बँडमधील छिद्रांची एकाग्रता
​ जा व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता = व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*(1-फर्मी फंक्शन)
कंडक्शन बँडमध्ये एकाग्रता
​ जा कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता = कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*फर्मी फंक्शन
राज्याची प्रभावी घनता
​ जा कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता = कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता/फर्मी फंक्शन
पुनर्संयोजन आजीवन
​ जा पुनर्संयोजन आजीवन = (पुनर्संयोजनासाठी आनुपातिकता*व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता)^-1
फर्मी कार्य
​ जा फर्मी फंक्शन = कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता/कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता
स्थिर राज्य इलेक्ट्रॉन एकाग्रता
​ जा स्थिर राज्य वाहक एकाग्रता = कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता+अतिरिक्त वाहक एकाग्रता
द्रव एकाग्रता
​ जा द्रव मध्ये अशुद्धता एकाग्रता = घन मध्ये अशुद्धता एकाग्रता/वितरण गुणांक
वितरण गुणांक
​ जा वितरण गुणांक = घन मध्ये अशुद्धता एकाग्रता/द्रव मध्ये अशुद्धता एकाग्रता
कंडक्शन बँडमधील बदलाचा निव्वळ दर
​ जा पुनर्संयोजनासाठी आनुपातिकता = थर्मल जनरेशन/(आंतरिक वाहक एकाग्रता^2)
थर्मल जनरेशन दर
​ जा थर्मल जनरेशन = पुनर्संयोजनासाठी आनुपातिकता*(आंतरिक वाहक एकाग्रता^2)
अतिरिक्त वाहक एकाग्रता
​ जा अतिरिक्त वाहक एकाग्रता = ऑप्टिकल जनरेशन रेट*पुनर्संयोजन आजीवन
ऑप्टिकल जनरेशन रेट
​ जा ऑप्टिकल जनरेशन रेट = अतिरिक्त वाहक एकाग्रता/पुनर्संयोजन आजीवन
व्हॅलेन्स बँड एनर्जी
​ जा व्हॅलेन्स बँड एनर्जी = कंडक्शन बँड एनर्जी-ऊर्जा अंतर
कंडक्शन बँड एनर्जी
​ जा कंडक्शन बँड एनर्जी = ऊर्जा अंतर+व्हॅलेन्स बँड एनर्जी
एनर्जी गॅप
​ जा ऊर्जा अंतर = कंडक्शन बँड एनर्जी-व्हॅलेन्स बँड एनर्जी
फोटोइलेक्ट्रॉन ऊर्जा
​ जा फोटोइलेक्ट्रॉन ऊर्जा = [hP]*घटना प्रकाश वारंवारता

15 सेमीकंडक्टर वाहक कॅल्क्युलेटर

आंतरिक वाहक एकाग्रता
​ जा आंतरिक वाहक एकाग्रता = sqrt(व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता)*exp(-ऊर्जा अंतर/(2*[BoltZ]*तापमान))
कॅरियर लाइफटाइम
​ जा वाहक आजीवन = 1/(पुनर्संयोजनासाठी आनुपातिकता*(व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता+कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता))
इलेक्ट्रॉनच्या Nव्या कक्षाची त्रिज्या
​ जा इलेक्ट्रॉनच्या nव्या कक्षाची त्रिज्या = ([Coulomb]*क्वांटम संख्या^2*[hP]^2)/(कणाचे वस्तुमान*[Charge-e]^2)
क्वांटम स्थिती
​ जा क्वांटम स्थितीत ऊर्जा = (क्वांटम संख्या^2*pi^2*[hP]^2)/(2*कणाचे वस्तुमान*संभाव्य विहिरीची लांबी^2)
इलेक्ट्रॉन फ्लक्स घनता
​ जा इलेक्ट्रॉन फ्लक्स घनता = (मीन फ्री पाथ इलेक्ट्रॉन/(2*वेळ))*इलेक्ट्रॉन एकाग्रता मध्ये फरक
व्हॅलेन्स बँडमध्ये प्रभावी घनता स्थिती
​ जा व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता = व्हॅलेन्स बँडमध्ये छिद्रांची एकाग्रता/(1-फर्मी फंक्शन)
फर्मी कार्य
​ जा फर्मी फंक्शन = कंडक्शन बँडमध्ये इलेक्ट्रॉन एकाग्रता/कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता
इलेक्ट्रॉन गुणाकार
​ जा इलेक्ट्रॉन गुणाकार = क्षेत्राबाहेरील इलेक्ट्रॉनची संख्या/क्षेत्रातील इलेक्ट्रॉनची संख्या
वितरण गुणांक
​ जा वितरण गुणांक = घन मध्ये अशुद्धता एकाग्रता/द्रव मध्ये अशुद्धता एकाग्रता
इलेक्ट्रॉन चालू घनता
​ जा इलेक्ट्रॉन वर्तमान घनता = एकूण वाहक वर्तमान घनता-भोक वर्तमान घनता
होल चालू घनता
​ जा भोक वर्तमान घनता = एकूण वाहक वर्तमान घनता-इलेक्ट्रॉन वर्तमान घनता
मीन टाइम स्पेंड बाय होल
​ जा मीन टाइम स्पेंड बाय होल = ऑप्टिकल जनरेशन रेट*बहुसंख्य वाहक क्षय
अतिरिक्त वाहक एकाग्रता
​ जा अतिरिक्त वाहक एकाग्रता = ऑप्टिकल जनरेशन रेट*पुनर्संयोजन आजीवन
कंडक्शन बँड एनर्जी
​ जा कंडक्शन बँड एनर्जी = ऊर्जा अंतर+व्हॅलेन्स बँड एनर्जी
फोटोइलेक्ट्रॉन ऊर्जा
​ जा फोटोइलेक्ट्रॉन ऊर्जा = [hP]*घटना प्रकाश वारंवारता

आंतरिक वाहक एकाग्रता सुत्र

आंतरिक वाहक एकाग्रता = sqrt(व्हॅलेन्स बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता*कंडक्शन बँडमध्ये राज्याची प्रभावी घनता)*exp(-ऊर्जा अंतर/(2*[BoltZ]*तापमान))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

तापमानाचे कार्य किती आंतरिक एकाग्रता असते?

जर इलेक्ट्रॉन्स कंडक्शन बँडमध्ये असतील तर ते त्वरीत ऊर्जा गमावतील आणि व्हॅलेन्स बँडवर परत जातील आणि छिद्र नष्ट करतील. म्हणून, तापमान कमी केल्याने आंतरिक वाहक एकाग्रता कमी होते, तर तापमान वाढवण्यामुळे आंतरिक वाहक एकाग्रतेत वाढ होते.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!