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半導体についての質問です。

shw********さん

2013/2/908:39:35

半導体についての質問です。

・真性半導体における電子濃度は、状態密度と電子分布関数の積より、エネルギーEの関数として

n(E)=n0(E-Ec)^(1/2)exp[-(E-Ef)/kT]

と近似的に表される。ここで、Ecは伝導帯の下端のエネルギー、Efはフェルミエネルギー、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、n0はエネルギーに依存しない定数である。

(1) 電子濃度の関数n(E)をグラフに示せ。

(2) 伝導帯の上端から下端までエネルギーEで積分することにより、伝導帯中の全電子濃度nを求めよ。ただし、伝導帯の有効状態密度Ncとする。結果のみを記せ。

(3) 同様に価電子帯の有効状態密度Nv、上端のエネルギーEvとして正孔濃度pを求めよ。結果のみを記せ。

設問(2)、(3)の結果は熱平衡状態では不純物半導体でも成り立つことが知られている。
そこで不純物をドーピングすると、フェルミエネルギーが真性半導体よりもE0(E0>0)だけ上昇した。(Ecに近づいた)

(4) 電子濃度nと正孔濃度pの積を設問(2),(3)で定義した有効状態密度Nc,Nvおよび、禁制帯幅Egを用いて表せ。

(5) 真性キャリヤ濃度niを用いて、電子濃度n、正孔濃度pを求め、どちらが多数キャリアであるかを答えよ。また、この半導体の導電率は真性半導体より小さいか大きいかを理由とともに答えよ。



問題はすべて書きましたが、この中で特にわからないのは(5)の問題だけです。(1)~(4)は合っているかわかりませんが、考えた私の結果を下に記しておきます。
(1)省略

(2)n=Ncexp[-(Ec-Ef)/kT]

(3)p=Nvexp[-(Ef-Ev)/kT]

(4)np=NcNvexp[-Eg/kT]

(5) フェルミエネルギーが伝導帯に近づいたことから多数キャリアが電子だろうということだけしかわかりませんでした。


わかる方いましたらよろしくお願いします┏○ペコ

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ベストアンサーに選ばれた回答

2013/2/1009:42:16

有効状態密度など、わからない用語が出てきてわかりません。

http://www.t-shirafuji.jp/lecture_notes/electronic_devices/ED-003-D...

など参考にしてください。

有効状態密度など、わからない用語が出てきてわかりません。...

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