Er zijn twee erkende types ladingsdragers in halfgeleiders. Een daarvan is elektronen, die een negatieve elektrische lading dragen. Bovendien is het handig om de reizende vacatures in de valentieband elektronenpopulatie (gaten) te behandelen als een tweede type ladingsdrager, die een positieve lading dragen die in grootte gelijk is aan die van een elektron.
Carriergeneratie en recombinatiedit
wanneer een elektron een gat ontmoet, recombineren zij en verdwijnen deze vrije dragers effectief. De energie die vrijkomt kan ofwel thermisch zijn, de halfgeleider opwarmen (thermische recombinatie, een van de bronnen van afvalwarmte in halfgeleiders), of vrijkomen als fotonen (optische recombinatie, gebruikt in LED ‘ s en halfgeleiderlasers). De recombinatie betekent een elektron dat van de valentieband aan de geleidingsband is opgewekt valt terug naar de lege staat in de valentieband, bekend als de gaten. De gaten zijn de lege toestand die wordt gecreëerd in de valentieband wanneer een elektron wordt opgewonden na het krijgen van wat energie om de energiekloof te overbruggen.
meerderheids-en minderheidscarriersedit
de meer voorkomende ladingcarriers worden meerderheids-dragers genoemd, die in de eerste plaats verantwoordelijk zijn voor het huidige transport in een stuk halfgeleider. In n-type halfgeleiders zijn ze elektronen, terwijl in p-type halfgeleiders zijn ze gaten. De minder overvloedige ladingsdragers worden minderheidsdragers genoemd; in halfgeleiders van het n-type zijn zij gaten, terwijl in halfgeleiders van het p-type zij elektronen zijn.
in een intrinsieke halfgeleider, die geen onzuiverheid bevat, zijn de concentraties van beide typen dragers idealiter gelijk. Als een intrinsieke halfgeleider wordt gedoteerd met een donoronzuiverheid dan zijn de meerderheidsdragers elektronen. Als de halfgeleider is gedoteerd met een acceptor onzuiverheid dan de meerderheid dragers zijn gaten.
Minderheidsdragers spelen een belangrijke rol bij bipolaire transistors en zonnecellen. Hun rol in field-effect transistors (FETs) is iets complexer: een MOSFET heeft bijvoorbeeld P-type en n-type regio ‘ s. De transistor actie betreft de meerderheid dragers van de bron en drain regio ‘ s, maar deze dragers doorkruisen het lichaam van het tegenovergestelde type, waar ze minderheid dragers. Echter, de traversing dragers enorm overtreffen hun tegenovergestelde type in het transfergebied (in feite, het tegenovergestelde type dragers worden verwijderd door een toegepast elektrisch veld dat een inversielaag creëert), dus conventioneel de bron en afvoer aanduiding voor de dragers wordt aangenomen, en FET ‘ s worden “meerderheid carrier” apparaten genoemd.
Free carrier concentrationEdit
Free carrier concentration is de concentratie van vrije dragers in een gedoteerde halfgeleider. Het is vergelijkbaar met de dragerconcentratie in een metaal en voor de berekening van stromen of drift snelheden kan worden gebruikt op dezelfde manier. Vrije dragers zijn elektronen (of gaten) die door doping rechtstreeks in de geleidingsband (of valentieband) zijn ingebracht en niet thermisch worden bevorderd. Om deze reden zullen elektronen (gaten) niet fungeren als dubbele dragers door gaten (elektronen) achter te laten in de andere band. Met andere woorden, ladingsdragers zijn deeltjes/elektronen die vrij zijn om te bewegen (de lading dragen).
