Esistono due tipi riconosciuti di vettori di carica nei semiconduttori. Uno è elettroni, che portano una carica elettrica negativa. Inoltre, è conveniente trattare i posti vacanti in viaggio nella popolazione di elettroni a banda di valenza (fori) come un secondo tipo di vettore di carica, che trasportano una carica positiva uguale in grandezza a quella di un elettrone.

Generazione e ricombinazionEdit

Quando un elettrone incontra un buco, si ricombinano e questi portatori liberi svaniscono efficacemente. L’energia rilasciata può essere termica, riscaldando il semiconduttore (ricombinazione termica, una delle fonti di calore di scarto nei semiconduttori), o rilasciata come fotoni (ricombinazione ottica, utilizzata nei LED e nei laser a semiconduttore). La ricombinazione significa che un elettrone che è stato eccitato dalla banda di valenza alla banda di conduzione ricade nello stato vuoto nella banda di valenza, noto come i fori. I fori sono lo stato vuoto creato nella banda di valenza quando un elettrone si eccita dopo aver ottenuto un po ‘ di energia per superare il divario energetico.

Portatori di maggioranza e minoritàmodifica

I portatori di carica più abbondanti sono chiamati portatori di maggioranza, che sono i principali responsabili del trasporto corrente in un pezzo di semiconduttore. Nei semiconduttori di tipo n sono elettroni, mentre nei semiconduttori di tipo p sono buchi. I portatori di carica meno abbondanti sono chiamati portatori di minoranza; nei semiconduttori di tipo n sono buchi, mentre nei semiconduttori di tipo p sono elettroni.

In un semiconduttore intrinseco, che non contiene alcuna impurità, le concentrazioni di entrambi i tipi di portatori sono idealmente uguali. Se un semiconduttore intrinseco viene drogato con un’impurità donatrice, i portatori di maggioranza sono elettroni. Se il semiconduttore è drogato con un’impurità accettore poi i vettori di maggioranza sono fori.

I portatori di minoranza svolgono un ruolo importante nei transistor bipolari e nelle celle solari. Il loro ruolo nei transistor ad effetto di campo (FET) è un po ‘ più complesso: ad esempio, un MOSFET ha regioni di tipo p e di tipo N. L’azione del transistor coinvolge i portatori di maggioranza delle regioni di origine e di scarico, ma questi portatori attraversano il corpo del tipo opposto, dove sono portatori di minoranza. Tuttavia, i vettori di attraversamento superano enormemente il loro tipo opposto nella regione di trasferimento (infatti, i vettori di tipo opposto vengono rimossi da un campo elettrico applicato che crea uno strato di inversione), quindi convenzionalmente viene adottata la designazione di origine e scarico per i vettori e i FET sono chiamati dispositivi “carrier di maggioranza”.

Concentrazione del vettore liberomodifica

La concentrazione del vettore libero è la concentrazione di vettori liberi in un semiconduttore drogato. È simile alla concentrazione del vettore in un metallo e ai fini del calcolo delle correnti o delle velocità di deriva può essere utilizzato allo stesso modo. I portatori liberi sono elettroni (o buchi) che sono stati introdotti direttamente nella banda di conduzione (o banda di valenza) mediante doping e non sono promossi termicamente. Per questo motivo gli elettroni (buchi) non fungeranno da doppi vettori lasciando dietro di sé buchi (elettroni) nell’altra banda. In altre parole, i portatori di carica sono particelle / elettroni che sono liberi di muoversi (portare la carica).