w półprzewodnikach wyróżnia się dwa typy nośników ładunku . Jednym z nich są elektrony, które niosą ujemny ładunek elektryczny. Ponadto wygodnie jest traktować wakaty podróżne w populacji elektronów pasma walencyjnego (otwory) jako drugi rodzaj nośnika ładunku, który niesie ładunek dodatni równy wielkości elektronu.

generacja nośnika i rekombinacjaedytuj

gdy elektron styka się z otworem, rekombinują, a te wolne nośniki skutecznie znikają. Uwalniana energia może być albo termiczna, nagrzewająca półprzewodnik (rekombinacja termiczna, jedno ze źródeł ciepła odpadowego w półprzewodnikach), albo uwalniana jako fotony (rekombinacja optyczna, stosowana w diodach LED i laserach półprzewodnikowych). Rekombinacja oznacza elektron, który został wzbudzony z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa wraca do stanu pustego w paśmie walencyjnym, znany jako otwory. Otwory są pusty stan utworzony w paśmie walencyjnym, gdy elektron dostaje podekscytowany po uzyskaniu trochę energii do przekroczenia luki energetycznej.

przewoźnicy Większościowi i mniejszościowi

bardziej liczni przewoźnicy ładunkowi są nazywani przewoźnikami większościowymi, które odpowiadają przede wszystkim za transport prądowy w kawałku półprzewodnika. W półprzewodnikach typu N są elektronami, podczas gdy w półprzewodnikach typu p są dziurami. Mniej obfite nośniki ładunku nazywane są nośnikami mniejszościowymi; w półprzewodnikach typu N są one dziurami, podczas gdy w półprzewodnikach typu p są elektronami.

w wewnętrznym półprzewodniku, który nie zawiera żadnych zanieczyszczeń, stężenia obu typów nośników są idealnie równe. Jeśli wewnętrzny półprzewodnik jest domieszkowany domieszką donora, to nośnikami większościowymi są elektrony. Jeśli półprzewodnik jest domieszkowany domieszką akceptora, to nośnikami większościowymi są otwory.

nośniki mniejszościowe odgrywają ważną rolę w tranzystorach bipolarnych i ogniwach słonecznych. Ich rola w tranzystorach polowych (FET) jest nieco bardziej złożona: na przykład MOSFET ma regiony typu p i N. Działanie tranzystorów obejmuje większość nośników w regionach źródłowych i odpływowych, ale nośniki te przemierzają ciało odwrotnego typu, Gdzie są nośnikami mniejszościowymi. Jednak nośniki przemierzające znacznie przewyższają ich przeciwny typ w regionie transferu (w rzeczywistości nośniki przeciwnego typu są usuwane przez przyłożone pole elektryczne, które tworzy warstwę inwersji), więc konwencjonalnie przyjmuje się oznaczenie źródła i spustu dla nośników, a FET nazywane są urządzeniami „większościowymi nośnikami”.

koncentracja wolnych nośnikówedit

stężenie wolnych nośników jest stężeniem wolnych nośników w półprzewodniku domieszkowanym. Jest on podobny do stężenia nośnika w metalu i do celów obliczania prądy lub prędkości dryfu mogą być stosowane w ten sam sposób. Wolne nośniki są elektrony (lub dziury), które zostały wprowadzone bezpośrednio do pasma przewodnictwa (lub pasma walencyjnego) przez doping i nie są promowane termicznie. Z tego powodu elektrony (dziury) nie będą działać jako podwójne nośniki, pozostawiając dziury (elektrony) w drugim paśmie. Innymi słowy, nośniki ładunku to cząstki / elektrony, które mogą swobodnie się poruszać (przenosić ładunek).