Concentração de Portadores Intrínsecos Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo
Fórmula Usada
Concentração de Portadores Intrínsecos = sqrt(Densidade efetiva de estado na banda de valência*Densidade efetiva de estado na banda de condução)*exp(-Diferença de energia/(2*[BoltZ]*Temperatura))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 2 Funções, 5 Variáveis
Constantes Usadas
[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valor considerado como 1.38064852E-23
Funções usadas
exp - Em uma função exponencial, o valor da função muda por um fator constante para cada mudança unitária na variável independente., exp(Number)
sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)
Variáveis Usadas
Concentração de Portadores Intrínsecos - (Medido em 1 por metro cúbico) - A concentração de portadores intrínsecos é usada para descrever a concentração de portadores de carga (elétrons e buracos) em um material semicondutor intrínseco ou não dopado em equilíbrio térmico.
Densidade efetiva de estado na banda de valência - (Medido em 1 por metro cúbico) - A densidade efetiva de estado na banda de valência é definida como a banda de orbitais de elétrons da qual os elétrons podem pular, movendo-se para a banda de condução quando excitados.
Densidade efetiva de estado na banda de condução - (Medido em 1 por metro cúbico) - A densidade efetiva de estado na banda de condução é definida como o número de mínimos de energia equivalente na banda de condução.
Diferença de energia - (Medido em Joule) - Gap de energia na física do estado sólido, um gap de energia é uma faixa de energia em um sólido onde não existem estados de elétrons.
Temperatura - (Medido em Kelvin) - Temperatura é o grau ou intensidade de calor presente em uma substância ou objeto.
ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base
Densidade efetiva de estado na banda de valência: 240000000000 1 por metro cúbico --> 240000000000 1 por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Densidade efetiva de estado na banda de condução: 640000000 1 por metro cúbico --> 640000000 1 por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Diferença de energia: 0.198 Electron-Volt --> 3.17231111340001E-20 Joule (Verifique a conversão ​aqui)
Temperatura: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nenhuma conversão necessária
ETAPA 2: Avalie a Fórmula
Substituindo valores de entrada na fórmula
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T)) --> sqrt(240000000000*640000000)*exp(-3.17231111340001E-20/(2*[BoltZ]*300))
Avaliando ... ...
ni = 269195320.407742
PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída
269195320.407742 1 por metro cúbico --> Nenhuma conversão necessária
RESPOSTA FINAL
269195320.407742 2.7E+8 1 por metro cúbico <-- Concentração de Portadores Intrínsecos
(Cálculo concluído em 00.020 segundos)

Créditos

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Criado por Shobhit Dimri
Instituto de Tecnologia Bipin Tripathi Kumaon (BTKIT), Dwarahat
Shobhit Dimri criou esta calculadora e mais 900+ calculadoras!
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Verificado por Urvi Rathod
Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad
Urvi Rathod verificou esta calculadora e mais 1900+ calculadoras!

20 Banda de energia Calculadoras

Concentração de Portadores Intrínsecos
​ Vai Concentração de Portadores Intrínsecos = sqrt(Densidade efetiva de estado na banda de valência*Densidade efetiva de estado na banda de condução)*exp(-Diferença de energia/(2*[BoltZ]*Temperatura))
Tempo de vida da transportadora
​ Vai Vida útil da operadora = 1/(Proporcionalidade para recombinação*(Concentração de Buracos na Banda de Valência+Concentração de elétrons na banda de condução))
Concentração de elétrons em estado estacionário
​ Vai Concentração de portadores em estado estacionário = Concentração de elétrons na banda de condução+Concentração de Transportador em Excesso
Energia do elétron dada a constante de Coulomb
​ Vai energia do elétron = (Número quântico^2*pi^2*[hP]^2)/(2*[Mass-e]*Comprimento potencial do poço^2)
Tempo de vida de recombinação
​ Vai Tempo de vida de recombinação = (Proporcionalidade para recombinação*Concentração de Buracos na Banda de Valência)^-1
Estado de densidade efetiva na banda de valência
​ Vai Densidade efetiva de estado na banda de valência = Concentração de Buracos na Banda de Valência/(1-Função Fermi)
Concentração de Buracos na Banda de Valência
​ Vai Concentração de Buracos na Banda de Valência = Densidade efetiva de estado na banda de valência*(1-Função Fermi)
Concentração na Banda de Condução
​ Vai Concentração de elétrons na banda de condução = Densidade efetiva de estado na banda de condução*Função Fermi
Densidade Efetiva de Estado
​ Vai Densidade efetiva de estado na banda de condução = Concentração de elétrons na banda de condução/Função Fermi
Função Fermi
​ Vai Função Fermi = Concentração de elétrons na banda de condução/Densidade efetiva de estado na banda de condução
Coeficiente de Distribuição
​ Vai Coeficiente de distribuição = Concentração de Impurezas no Sólido/Concentração de impurezas no líquido
Concentração Líquida
​ Vai Concentração de impurezas no líquido = Concentração de Impurezas no Sólido/Coeficiente de distribuição
Taxa Líquida de Mudança na Banda de Condução
​ Vai Proporcionalidade para recombinação = Geração Térmica/(Concentração de Portadores Intrínsecos^2)
Taxa de Geração Térmica
​ Vai Geração Térmica = Proporcionalidade para recombinação*(Concentração de Portadores Intrínsecos^2)
Excesso de concentração de portador
​ Vai Concentração de Transportador em Excesso = Taxa de geração óptica*Tempo de vida de recombinação
Taxa de geração óptica
​ Vai Taxa de geração óptica = Concentração de Transportador em Excesso/Tempo de vida de recombinação
Energia da Banda de Valência
​ Vai Energia da Banda de Valência = Energia da Banda de Condução-Diferença de energia
Energia da Banda de Condução
​ Vai Energia da Banda de Condução = Diferença de energia+Energia da Banda de Valência
Diferença de energia
​ Vai Diferença de energia = Energia da Banda de Condução-Energia da Banda de Valência
Energia fotoelétron
​ Vai Energia fotoelétron = [hP]*Frequência da Luz Incidente

15 Portadores de semicondutores Calculadoras

Concentração de Portadores Intrínsecos
​ Vai Concentração de Portadores Intrínsecos = sqrt(Densidade efetiva de estado na banda de valência*Densidade efetiva de estado na banda de condução)*exp(-Diferença de energia/(2*[BoltZ]*Temperatura))
Tempo de vida da transportadora
​ Vai Vida útil da operadora = 1/(Proporcionalidade para recombinação*(Concentração de Buracos na Banda de Valência+Concentração de elétrons na banda de condução))
estado quântico
​ Vai Energia no Estado Quântico = (Número quântico^2*pi^2*[hP]^2)/(2*massa de partícula*Comprimento potencial do poço^2)
Densidade de fluxo de elétrons
​ Vai Densidade do fluxo de elétrons = (Elétron de caminho livre médio/(2*Tempo))*Diferença na concentração de elétrons
Raio da Nésima Órbita do Elétron
​ Vai Raio da enésima órbita do elétron = ([Coulomb]*Número quântico^2*[hP]^2)/(massa de partícula*[Charge-e]^2)
Estado de densidade efetiva na banda de valência
​ Vai Densidade efetiva de estado na banda de valência = Concentração de Buracos na Banda de Valência/(1-Função Fermi)
Função Fermi
​ Vai Função Fermi = Concentração de elétrons na banda de condução/Densidade efetiva de estado na banda de condução
Coeficiente de Distribuição
​ Vai Coeficiente de distribuição = Concentração de Impurezas no Sólido/Concentração de impurezas no líquido
Densidade de corrente de elétrons
​ Vai Densidade de Corrente Eletrônica = Densidade total de corrente portadora-Densidade atual do furo
Densidade de corrente de furo
​ Vai Densidade atual do furo = Densidade total de corrente portadora-Densidade de Corrente Eletrônica
Excesso de concentração de portador
​ Vai Concentração de Transportador em Excesso = Taxa de geração óptica*Tempo de vida de recombinação
Multiplicação de elétrons
​ Vai Multiplicação de elétrons = Número de elétrons fora da região/Número de elétrons na região
Tempo médio gasto por buraco
​ Vai Tempo médio gasto por buraco = Taxa de geração óptica*Decaimento do portador majoritário
Energia da Banda de Condução
​ Vai Energia da Banda de Condução = Diferença de energia+Energia da Banda de Valência
Energia fotoelétron
​ Vai Energia fotoelétron = [hP]*Frequência da Luz Incidente

Concentração de Portadores Intrínsecos Fórmula

Concentração de Portadores Intrínsecos = sqrt(Densidade efetiva de estado na banda de valência*Densidade efetiva de estado na banda de condução)*exp(-Diferença de energia/(2*[BoltZ]*Temperatura))
ni = sqrt(Nv*Nc)*exp(-Eg/(2*[BoltZ]*T))

Até que ponto a concentração intrínseca é a função da temperatura?

Se os elétrons estiverem na banda de condução, eles rapidamente perderão energia e voltarão à banda de valência, aniquilando um buraco. Portanto, abaixar a temperatura causa uma diminuição na concentração de transportadores intrínsecos, enquanto o aumento da temperatura causa um aumento na concentração de transportadores intrínsecos.

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