電荷キャリア

半導体には二つのタイプの電荷キャリアが認識されています。 一つは、負の電荷を運ぶ電子です。 さらに,価電子帯電子集団(正孔)の移動空格子点を電子のそれと等しい大きさの正電荷を運ぶ第二のタイプの電荷キャリアとして扱うことが便利である。

キャリアの生成と再結合編集

主な記事:キャリアの生成と再結合

電子が正孔と出会うと、それらは再結合し、これらの自由キャリア 放出されるエネルギーは、半導体を加熱する熱(半導体の廃熱源の1つである熱再結合)、または光子として放出する(Ledおよび半導体レーザーで使用される光 再結合とは、価電子帯から伝導帯に励起された電子が、正孔として知られる価電子帯の空の状態にフォールバックすることを意味する。 正孔は、エネルギーギャップを乗り越えるためにいくらかのエネルギーを得た後に電子が励起されたときに価電子帯に作成された空の状態です。

マジョリティとマイノリティキャリア編集

より豊富な電荷キャリアはマジョリティキャリアと呼ばれ、主に半導体の電流輸送を担当しています。 N型半導体では電子であり、p型半導体では正孔である。 N型半導体では正孔であり、p型半導体では電子である。不純物を含まない真性半導体では、両方のタイプのキャリアの濃度は理想的には等しい。

不純物を含まない真性半導体では、両方のタイプのキャリ 真性半導体にドナー不純物がドープされている場合、大部分のキャリアは電子です。 半導体にアクセプタ不純物がドープされている場合、大多数のキャリアは正孔である。

少数キャリアは、バイポーラトランジスタや太陽電池で重要な役割を果たしています。 電界効果トランジスタ(Fet)におけるそれらの役割はもう少し複雑です:例えば、MOSFETはp型とn型の領域を持っています。 トランジスタの作用は、ソース領域とドレイン領域の大多数のキャリアを含みますが、これらのキャリアは、少数のキャリアである反対のタイプのボデ しかし、トラバーシングキャリアは転送領域では反対のタイプを大きく上回っている(実際には反対のタイプのキャリアは反転層を形成する電界によって除去される)ため、従来はキャリアのソースとドレインの指定が採用されており、Fetは”マジョリティキャリア”デバイスと呼ばれている。

自由キャリア濃度編集

主な記事:電荷キャリア密度

自由キャリア濃度は、ドープされた半導体中の自由キャリアの濃度です。 これは、金属中のキャリア濃度と同様であり、電流またはドリフト速度を計算する目的のために同じ方法で使用することができる。 自由キャリアは、ドーピングによって伝導帯(または価電子帯)に直接導入され、熱的に促進されない電子(または正孔)である。 このため、電子(正孔)は、他のバンドに正孔(電子)を残すことによって二重キャリアとして作用しません。 言い換えれば、電荷キャリアは、自由に移動する(電荷を運ぶ)粒子/電子である。

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