N 型 半導体 多数 キャリア
5になるときのエネルギーです.キャリア密度は状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数の積で求められます.エネルギーEのときの電子数はn(E),正孔数はp(E)となります.詳細な計算は省きますが電子密度n,正孔密度p以下のようになります. 半導体でn型半導体ならば多数キャリアは電子少数キャリアは正孔、p型半- その他(教育・科学・学問) | 教えて!goo. \(n=\displaystyle \int_{E_C}^{\infty}g_C(E)f_n(E)dE=N_C\exp(\frac{E_F-E_C}{kT})\) \(p=\displaystyle \int_{-\infty}^{E_V}g_V(E)f_p(E)dE=N_V\exp(\frac{E_V-E_F}{kT})\) \(N_C=2(\frac{2\pi m_n^*kT}{h^2})^{\frac{3}{2}}\):伝導帯の実行状態密度 \(N_V=2(\frac{2\pi m_p^*kT}{h^2})^{\frac{3}{2}}\):価電子帯の実行状態密度 真性キャリア密度 真性半導体のキャリアは熱的に電子と正孔が対で励起されるため,電子密度nと正孔密度pは等しくなります.真性半導体のキャリア密度を 真性キャリア密度 \(n_i\)といい,以下の式のようになります.後ほどにも説明しますが,不純物半導体の電子密度nと正孔密度pの積の根も\(n_i\)になります. \(n_i=\sqrt{np}\) 温度の変化によるキャリア密度の変化 真性半導体の場合は熱的に電子と正孔が励起されるため,上で示したキャリア密度の式からもわかるように,半導体の温度が上がるの連れてキャリア密度も高くなります.温度の上昇によりキャリア密度が高くなる様子を図で表すと図2のようになります.温度が上昇すると図2 (a)のようにフェルミ・ディラック分布関数が変化していき,それによってキャリア密度が上昇していきます. 図2 温度変化によるキャリア密度の変化 不純物半導体のキャリア密度 不純物半導体 は不純物を添付した半導体で,キャリアが電子の半導体はn型半導体,キャリアが正孔の半導体をp型半導体といいます.図3にn型半導体のキャリア密度,図4にp型半導体のキャリア密度の様子を示します.図からわかるようにn型半導体では電子のキャリア密度が正孔のキャリア密度より高く,p型半導体では正孔のキャリア密度が電子のキャリア密度より高くなっています.より多いキャリアを多数キャリア,少ないキャリアを少数キャリアといいます.不純物半導体のキャリア密度は以下の式のように表されます.
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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 「少数キャリア」の解説 少数キャリア しょうすうキャリア minority carrier 少数担体。 半導体 中では電流を運ぶ キャリア として電子と 正孔 が共存している。このうち,数の少いほうのキャリアを少数キャリアと呼ぶ (→ 多数キャリア) 。 n型半導体 中の正孔, p型半導体 中の電子がこれにあたる。少数なのでバルク半導体中で電流を運ぶ役割にはほとんど寄与しないが, p-n接合 をもつ 半導体素子 の動作に重要な役割を果している。たとえば, トランジスタ の増幅作用はこの少数キャリアにになわれており, ダイオード の諸特性の多くが少数キャリアのふるまいによって決定される。 (→ キャリアの注入) 出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について 情報 関連語をあわせて調べる ガリウムヒ素ショットキー・ダイオード ショットキー・バリア・ダイオード ショットキーダイオード バイポーラトランジスタ 静電誘導トランジスタ ドリフトトランジスタ 接合型トランジスタ
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計算 ドナーやアクセプタの を,ボーアの水素原子モデルを用いて求めることができます. ボーアの水素原子モデルによるエネルギーの値は, でしたよね(eVと言う単位は, 電子ボルト を参照してください).しかし,今この式を二箇所だけ改良する必要があります. 一つは,今電子や正孔はシリコン雰囲気中をドナーやアクセプタを中心に回転していると考えているため,シリコンの誘電率を使わなければいけないということ. それから,もう一つは半導体中では電子や正孔の見かけの質量が真空中での電子の静止質量と異なるため,この補正を行わなければならないということです. 因みに,この見かけの質量のことを有効質量といいます. このことを考慮して,上の式を次のように書き換えます. この式にシリコンの比誘電率 と,シリコン中での電子の有効質量 を代入し,基底状態である の場合を計算すると, となります. 実際にはシリコン中でP( ),As( ),P( )となり,計算値とおよそ一致していることがわかります. また,アクセプタの場合は,シリコン中での正孔の有効質量 を用いて同じ計算を行うと, となります. 実測値はというと,B( ),Al( ),Ga( ),In( )となり,こちらもおよそ一致していることがわかります. 類似問題一覧 -臨床工学技士国家試験対策サイト. では,最後にこの記事の内容をまとめておきます. 不純物は, ドナー と アクセプタ の2種類ある ドナーは電子を放出し,アクセプタは正孔を放出する ドナーを添加するとN形半導体に,アクセプタを添加するとP形半導体になる 多数キャリアだけでなく,少数キャリアも存在する 室温付近では,ほとんどのドナー,アクセプタが電子や正孔を放出して,イオン化している ドナーやアクセプタの量を変えることで,半導体の性質を大きく変えることが出来る
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01 eV、 ボーア半径 = 4. 2 nm 程度であるため、結晶内の 原子間距離 0. 25 nm、室温での熱励起は約 0.
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質問日時: 2019/12/01 16:11 回答数: 2 件 半導体でn型半導体ならば多数キャリアは電子少数キャリアは正孔、p型半導体なら多数キャリアら正孔、少数キャリアは電子になるんですか理由をおしえてください No. 2 回答者: masterkoto 回答日時: 2019/12/01 16:52 ケイ素SiやゲルマニウムGeなどの結晶はほとんど自由電子を持たないので 低温では絶縁体とみなせる しかし、これらに少し不純物を加えると低温でも電気伝導性を持つようになる P(リン) As(ヒ素)など5族の元素をSiに混ぜると、これらはSiと置き換わりSiの位置に入る。 電子配置は Siの最外殻電子の個数が4 5族の最外殻電子は個数が5個 なのでSiの位置に入った5族原子は電子が1つ余分 従って、この余分な電子は放出されsi同様な電子配置となる(これは5族原子による、siなりすまし のような振る舞いです) この放出された電子がキャリアとなるのがN型半導体 一方 3族原子を混ぜた場合も同様に置き換わる siより最外殻電子が1個少ないから、 Siから電子1個を奪う(3族原子のSiなりすましのようなもの) すると電子の穴が出来るが、これがSi原子から原子へと移動していく あたかもこの穴は、正電荷のような振る舞いをすることから P型判断導体のキャリアは正孔となる 0 件 No. 1 yhr2 回答日時: 2019/12/01 16:35 理由? 「多数キャリアが電子(負電荷)」の半導体を「n型」(negative carrier 型)、「多数キャリアが正孔(正電荷)」の半導体を「p型」(positive carrier 型)と呼ぶ、ということなのだけれど・・・。 何でそうなるのかは、不純物として加える元素の「電子構造」によって決まります。 例えば、こんなサイトを参照してください。っていうか、これ「半導体」に基本中の基本ですよ? お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて! gooで質問しましょう!
真性半導体 n型半導体 P形半導体におけるキャリア生成メカニズムについてまとめなさいという問題なのですがどうやってまとめればよいかわかりません。 わかる人お願いします!! バンド ・ 1, 594 閲覧 ・ xmlns="> 25 半導体で最もポピュラーなシリコンの場合、原子核のまわりに電子が回っています。 シリコンは原子番号=14だから、14個の電子です。それが原子核のすぐ周りから、K殻、L殻、M殻、・・の順です。K殻、L殻、M殻はパウリの禁制則で「電子の定員」が決まっています。 K殻=2、L殻=8、M殻=18個、・・ (くわしくは、それぞれ2n^2個)です。しかし、14個の電子なんで、K殻=2、L殻=8、M殻=4個です。この最外殻電子だけが、半導体動作に関係あるのです。 最外殻電子のことを価電子帯といいます。ここが重要、K殻、L殻じゃありませんよ。あくまで、最外殻です。Siでいえば、K殻、L殻はどうだっていいんです。M殻が価電子帯なんです。 最外殻電子は最も外側なので、原子核と引きあう力が弱いのです。光だとか何かエネルギーを外から受けると、自由電子になったりします。原子内の電子は、原子核の周りを回っているのでエネルギーを持っています。その大きさはeV(エレクトロンボルト)で表わします。 K殻・・・・・・-13. 6eV L殻・・・・・・-3. 4eV M殻・・・・・・-1. 5eV N殻・・・・・・-0.