puolijohteissa on kaksi tunnettua varauskantajatyyppiä. Yksi on elektronit, joilla on negatiivinen sähkövaraus. Lisäksi on kätevää käsitellä valenssivyöhykkeen elektronipopulaation (reikien) kiertäviä avoimia paikkoja toisena varauskantajana, jonka positiivinen varaus on suuruudeltaan yhtä suuri kuin elektronin.
Kantajasukupolvi ja rekombinaatiomediitti
kun elektroni kohtaa reiän, ne rekombinoituvat ja nämä vapaat kantajat katoavat tehokkaasti. Vapautuva energia voi olla joko lämpöenergiaa, puolijohteiden kuumentamista (terminen rekombinaatio, yksi hukkalämmön lähteistä puolijohteissa) tai fotoneina vapautuvaa energiaa (optinen rekombinaatio, jota käytetään LEDeissä ja puolijohdelasereissa). Rekombinaatio tarkoittaa sitä, että valenssikaistalta johtuvuuskaistalle virittynyt elektroni putoaa valenssikaistassa takaisin tyhjän tilaan eli reikiin. Reiät ovat tyhjä tila, joka syntyy valenssikaistassa, kun elektroni innostuu saatuaan jonkin verran energiaa ylittääkseen energiakuilun.
enemmistö-ja vähemmistökantajia
runsaampia latauskantajia kutsutaan enemmistökantajiksi, jotka vastaavat pääasiassa virtakuljetuksista puolijohteessa. N-tyypin puolijohteissa ne ovat elektroneja, kun taas p-tyypin puolijohteissa ne ovat reikiä. Vähemmän runsaita varauskantajia kutsutaan vähemmistökantajiksi; n-tyypin puolijohteissa ne ovat reikiä, kun taas p-tyypin puolijohteissa ne ovat elektroneja.
sisäisessä puolijohteessa, joka ei sisällä epäpuhtautta, molempien kantajatyyppien pitoisuudet ovat ihanteellisesti yhtä suuret. Jos luontainen puolijohde on seostettu luovuttaja-epäpuhtaudella, suurin osa kantajista on elektroneja. Jos puolijohde on seostettu acceptor-epäpuhtaudella, suurin osa kantajista on reikiä.
Vähemmistökantajilla on tärkeä rooli bipolaaritransistoreissa ja aurinkokennoissa. Niiden rooli kenttäefektitransistoreissa (FETs) on hieman monimutkaisempi: esimerkiksi mosfetillä on p-ja n-tyypin alueet. Transistori toiminta liittyy enemmistön kantajia lähde ja valua alueilla, mutta nämä kantajat kulkevat kehon päinvastainen tyyppi, jossa ne ovat vähemmistökantajia. Kuitenkin läpikulkuliikenteen harjoittajien määrä on huomattavasti suurempi kuin niiden vastakkaisen tyypin siirtoalueella (itse asiassa vastakkaisen tyypin harjoittajat poistetaan sovelletulla sähkökentällä, joka luo inversiokerroksen), joten perinteisesti kantajien lähde-ja tyhjennysmerkintä hyväksytään, ja FETs kutsutaan ”enemmistökantajaksi” laitteita.
Free carrier concentrationEdit
Free carrier concentration is the concentration of free carriers in a doped semiconductor. Se on samanlainen kuin kantajakonsentraatio metallissa ja virtausten tai ajelehtimisnopeuksien laskemiseen voidaan käyttää samalla tavalla. Vapaat kantajat ovat elektroneja (tai reikiä), jotka ovat tulleet suoraan johtuvuuskaistalle (tai valenssikaistalle) dopingin avulla, eikä niitä edistetä termisesti. Tästä syystä elektronit (reiät) eivät toimi kaksoiskantajina jättämällä toiselle kaistalle aukkoja (elektronit). Toisin sanoen varauskantajat ovat hiukkasia/elektroneja, jotka voivat vapaasti liikkua (kuljettaa varausta).
