ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Σχετικά έγγραφα
ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί

Περιεχόμενο της άσκησης

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική 1. Στοιχειακοί ηµιαγωγοί

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 10: ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Δομή ενεργειακών ζωνών

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ «ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ» ΤΟΥ SINGH 2.6. Η πυκνότητα καταστάσεων δίδεται από τον τύπο:

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

ΗΜΙΑΓΩΓΑ ΥΛΙΚΑ: ΘΕΩΡΙΑ-ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Κ ΚΑΙ Η ΗΛΕΚΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΕ ΚΑΛΟ ΜΟΝΩΤΗ ΕIΝΑΙ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2

Ε. Κ. ΠΑΛΟΎΡΑ Ημιαγωγοί 1. Ημιαγωγοί. Το 1931 ο Pauli δήλωσε: "One shouldn't work on. semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό

Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΟΜΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Ηλεκτρονικά υλικά. Ηλεκτρική αγωγιµότητα στερεού είναι η ευκολία, µε την οποία άγει το ηλεκτρικό ρεύµα.

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Θεωρία του Sommerfeld ή jellium model (συνέχεια από το 1 ο μάθημα).

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Περιεχόμενο της άσκησης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Στατιστική Φυσική Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

Θέµατα που θα καλυφθούν

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς (μέρος 2)

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

Ξεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο:

Π. Φωτόπουλος Νανοηλεκτρονικές Διατάξεις ΠΑΔΑ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 2 Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Μάθημα 2ο -3o Στοιχεία φυσικής στερεάς κατάστασης - Ημιαγωγοί Επαφές Αρ. Τσίπουρας, Phd

Διάλεξη 9: Στατιστική Φυσική

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστροφυσική. Ενότητα # 6: Λευκοί Νάνοι. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών) Ασκήσεις που παρουσιάστηκαν στο µάθηµα ( )

Ηλεκτρονική. Ενότητα 2: Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 07 / 09 /2014 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονικές ιδιότητες των ημιαγωγών

Ελεύθερο ηλεκτρόνιο: η E k 2. Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

Δίοδοι εκπομπής φωτός Light Emitting Diodes

Ημιαγωγοί - Semiconductor

5. Ημιαγωγοί και επαφή Ρ-Ν

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

1.1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ

/personalpages/papageorgas/ download/3/

1.1 ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. σ = 1/ρ (1.1) J = σ. ξ (νόμος του Ohm) (1.2)

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

Υ53 Τεχνολογία Κατασκευής Μικροηλεκτρονικών Κυκλωμάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Βιβλιογραφια. Ε. Ν. Οικονόμου, «Φυσική Στερεάς Κατάστασης», ΠΕΚ / ΙΤΕ Τόμος Α (1997), σ Τόμος Β (2003), σ

ΗΜΙΑΓΩΓΑ ΥΛΙΚΑ: ΘΕΩΡΙΑ-ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

ΜΑΘΗΜΑ 1ο : ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ)

1.2 Αρχές δόμησης πολυηλεκτρονικών ατόμων

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( )

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 11 Μαρτίου 2004

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙI»-Σεπτέμβριος 2016

Επέκταση του μοντέλου DRUDE. - Θεωρία SOMMERFELD

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΣ. Φωτεινές πηγές µε βαση ηµιαγώγιµαυλικά. Αρχές ηµιαγώγιµων laser και LED:

Από τα Κουάρκ μέχρι το Σύμπαν Tελική Eξέταση 7/2/2014 B 1. Την εποχή της υλοκρατίας η εξάρτηση του R από το χρόνο είναι: (α)

Περιεχόμενο της άσκησης. Προτεινόμενη βιβλιογραφία. Π.Βαρώτσος, Κ.Αλεξόπουλος «Φυσική Στερεάς Κατάστασης»

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών

Διάλεξη 3: Ενέργεια σύνδεσης και πυρηνικά πρότυπα

Πείραμα - 6 Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μέτρηση του ενεγειακού χασματος στο Γερμάνιο

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ


Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 08 / 09 /2013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 6. Ελεύθερα α Ηλεκτρόνια στα Στερεά

Κεφάλαιο 4. Ηλεκτρόνια αγωγιμότητας στα υλικά - Κβαντικές διορθώσεις

Transcript:

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ενεργειακές Ζώνες και Στατιστική Φορέων Φορτίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (2 nd Chapter)

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων Η εισαγωγή προσμίξεων σε ημιαγωγό προσθέτει επιτρεπτές ενεργειακές στάθμες. Σε n-τύπου ημιαγωγό το επιπλέον ηλεκτρόνιο του δότη κατέχει ενέργεια (E D ) 0.05eV λιγότερη από την ελάχιστη ενέργεια της ζώνης αγωγιμότητας (E C ). Σε p-τύπου ημιαγωγό η αντίστοιχη επιτρεπτή ενεργειακή στάθμη (E A ) βρίσκεται 0.05eV πάνω από την υψηλότερη στάθμη της ζώνης σθένους (E V ). Προσμίξεις άλλων στοιχείων, όπως τα μέταλλα, προσθέτουν και αυτές επιπλέον επιτρεπτές ενεργειακές στάθμες μέσα στο ενεργειακό χάσμα. 2

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων 3

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων n type 4

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων n type P type 5

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων n type P type other impurities 6

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων Το ενεργειακό διάγραμμα δεν δίνει πληροφορίες, ούτε εξηγεί γιατί οι πρόσθετες επιτρεπτές ενεργειακές στάθμες είναι κενές. Το ερώτημα που εγείρεται είναι ποιο είναι το ποσοστό κατάληψης των ενεργειακών σταθμών. Ενα τέτοιο ερώτημα απαιτεί στατιστική αντιμετώπιση με τη βοήθεια της θεωρίας των πιθανοτήτων. 7

Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων Θεωρούμε ότι: f(e)=πιθανότητα κατάληψης από ηλεκτρόνιο ενεργειακής στάθμης με ενέργεια E. N C =αριθμός ενεργειακών καταστάσεων ανά m 3 των ελεύθερων ηλεκτρονίων με ενέργεια E C. τότε n=n C f(e C ) εκφράζει την συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων. Στην περίπτωση οπών, η πιθανότητα άδειων ενεργειακών σταθμών στη ζώνη σθένους είναι [1-f(E V )]. Αντιστοίχως, p=n V [1-f(E V )] εκφράζει την συγκέντρωση διαθέσιμων οπών. 8

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Θεωρητικά τα ηλεκτρόνια σε ελεύθερη κίνηση, χωρίς κανένα περιορισμό θα είχαν την ίδια πιθανότητα κατάληψης μιας ενεργειακής στάθμης. Στην πραγματικότητα υπόκεινται στους ακόλουθους περιορισμούς: Η συνολική ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι πεπερασμένη για μια θερμοκρασία (θερμική ενέργεια του συστήματος). Στην ίδια ενεργειακή στάθμη μπορούν να διευθετηθούν μέχρι δύο ηλεκτρόνια με αντίθετες ιδιοστροφορμές ή ένα ηλεκτρόνιο για κάθε ιδιοστροφορμή (Απαγορευτική αρχή του Pauli). Για να γίνουν αντιληπτοί οι περιορισμοί αυτοί παρουσιάζονται δύο αριθμητικά παραδείγματα. 9

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 1: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 3 Επιτρεπτό αριθμό ηλεκτρονίων σε κάθε κατάσταση: 1 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 5 μονάδες 10

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 1: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 3 Επιτρεπτό αριθμό ηλεκτρονίων σε κάθε κατάσταση: 1 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 5 μονάδες Κατάληψη μέχρι 4 η στάθμη Δύο κατανομές 11

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 1: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 3 Επιτρεπτό αριθμό ηλεκτρονίων σε κάθε κατάσταση: 1 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 5 μονάδες Κατάληψη μέχρι 4 η στάθμη Δύο κατανομές Οποιαδήποτε αμοιβαία αλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ επιτρεπτών καταστάσεων δεν οδηγεί σε άλλη κατανομή. Πιθανότητα εμφάνισης της αντίστοιχης κατανομής 50%. 12

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 2: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 11 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 62 μονάδες Πιθανότητα να βρεθεί ηλεκτρόνιο απο τα 15 στο αντίστοιχο ενεργειακό επίπεδο 13

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 2: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 11 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 62 μονάδες Κατάληψη μέχρι 17 η στάθμη Δεκαπέντε κατανομές 14

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Παράδειγμα 2: Ενεργειακές καταστάσεις: σε ίσες αποστάσεις Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων: 11 Συνολική ενέργεια ηλεκτρονίων: 62 μονάδες Κατάληψη μέχρι 17 η στάθμη Δεκαπέντε κατανομές 15

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Γενικεύοντας τα προηγούμενα, Για να προσδιοριστεί η πιθανότητα κατάληψης (f(e i ))μιας ενεργειακής στάθμης E i, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα εξής: ι=1 ( ) f E i = Ν ( ) E i f E i =W ι=1 όπου Ν=αριθμός ηλεκτρονίων και W=συνολική ενέργεια αυτών. Τότε αποδεικνύεται ότι η μορφή της f(e i ) είναι η ακόλουθη: f( E) = 1 1+ e E E F kt Οπου E F =ενέργεια Fermi 16

Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακών σταθμών Η ενέργεια Fermi E F, ορίζεται ως η ενέργεια για την οποία f(e)=0.5. Για Τ=0Κ, είναι η ενέργεια της υψηλότερης κατειλημμένης ενεργειακής στάθμης 17

Υπολογισμός ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ενδογενή ημιαγωγό Με δεδομένα τα ακόλουθα: f(e C )=πιθανότητα κατάληψης της ενεργειακής στάθμης E C. N C =συγκέντρωση ενεργειακών καταστάσεων των ηλεκτρονίων με E C. Τότε η συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ημιαγωγό, όπου E C -E F =0.5eV (kt=0.025, T=300K), θα δίνεται από τη σχέση : NC n = N f( E ) = N e C C C E E C 1+ e C kt F EC E kt F Εφόσον 1<< e E C E F kt 18

Υπολογισμός ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ενδογενή ημιαγωγό Εάν E C -E F = 2kT περίπου to 1/10 των θέσεων Nc είναι καταλυμένες, συνεπώς περιορίζει τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας σε ενέργειες πολύ κοντά στην E C. Αρα, η συνολική συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ενδογενή ημιαγωγό είναι σχετικά λίγα με βάση: n N e C C EC E kt F κτ 19

Υπολογισμός ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ενδογενή ημιαγωγό Με αντίστοιχο σκεπτικό μπορούμε να υπολογίσουμε τη συγκεντρωση οπών. [1-f(E V )]=πιθανότητα άδειας ενεργειακής στάθμης E V. N V =συγκέντρωση ενεργειακών καταστάσεων των ηλεκτρονίων με E V. Τότε η συγκέντρωση οπών σε ημιαγωγό, όπου E V -E C <1 (E V -E C <<kt=0.025, T=300K), θα δίνεται από τη σχέση: 1 pv = NV [ 1 f( EV) ] = NV 1 = EV EF kt 1+ e EV EF kt e NV N E V e V EF kt 1+ e EF E kt V 20

Υπολογισμός ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ενδογενή ημιαγωγό Οι διαθέσιμες οπές θα φέρουν τα αντίστοιχα ηλεκτρόνια σε ενέργειες πολύ κοντά στην E V. Αρα, η συνολική συγκέντρωση οπών θα είναι προσεγγιστικά: p N e V V EF E kt V Από τα προηγούμενα συνάγεται ότι σε ενδογενή ημιαγωγό n=p όπως έχει ήδη προβλεφθεί, επιβεβαιώνοντας την υπόθεση ότι η E F βρίσκεται στο μέσον του ενεργειακού χάσματος. 21