5になるときのエネルギーです.キャリア密度は状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数の積で求められます.エネルギーEのときの電子数はn(E),正孔数はp(E)となります.詳細な計算は省きますが電子密度n,正孔密度p以下のようになります. 少数キャリアとは - コトバンク. \(n=\displaystyle \int_{E_C}^{\infty}g_C(E)f_n(E)dE=N_C\exp(\frac{E_F-E_C}{kT})\) \(p=\displaystyle \int_{-\infty}^{E_V}g_V(E)f_p(E)dE=N_V\exp(\frac{E_V-E_F}{kT})\) \(N_C=2(\frac{2\pi m_n^*kT}{h^2})^{\frac{3}{2}}\):伝導帯の実行状態密度 \(N_V=2(\frac{2\pi m_p^*kT}{h^2})^{\frac{3}{2}}\):価電子帯の実行状態密度 真性キャリア密度 真性半導体のキャリアは熱的に電子と正孔が対で励起されるため,電子密度nと正孔密度pは等しくなります.真性半導体のキャリア密度を 真性キャリア密度 \(n_i\)といい,以下の式のようになります.後ほどにも説明しますが,不純物半導体の電子密度nと正孔密度pの積の根も\(n_i\)になります. \(n_i=\sqrt{np}\) 温度の変化によるキャリア密度の変化 真性半導体の場合は熱的に電子と正孔が励起されるため,上で示したキャリア密度の式からもわかるように,半導体の温度が上がるの連れてキャリア密度も高くなります.温度の上昇によりキャリア密度が高くなる様子を図で表すと図2のようになります.温度が上昇すると図2 (a)のようにフェルミ・ディラック分布関数が変化していき,それによってキャリア密度が上昇していきます. 図2 温度変化によるキャリア密度の変化 不純物半導体のキャリア密度 不純物半導体 は不純物を添付した半導体で,キャリアが電子の半導体はn型半導体,キャリアが正孔の半導体をp型半導体といいます.図3にn型半導体のキャリア密度,図4にp型半導体のキャリア密度の様子を示します.図からわかるようにn型半導体では電子のキャリア密度が正孔のキャリア密度より高く,p型半導体では正孔のキャリア密度が電子のキャリア密度より高くなっています.より多いキャリアを多数キャリア,少ないキャリアを少数キャリアといいます.不純物半導体のキャリア密度は以下の式のように表されます.
ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 「多数キャリア」の解説 多数キャリア たすうキャリア majority carrier 多数担体ともいう。半導体中に共存している 電子 と 正孔 のうち,数の多いほうの キャリア を多数キャリアと呼ぶ。 n型半導体 中の電子, p型半導体 中の正孔がこれにあたる。バルク半導体中の電流は主として多数キャリアによって運ばれる。熱平衡状態では,多数キャリアと 少数キャリア の数の積は材料と温度とで決る一定の値となる。半導体の 一端 から多数キャリアを流し込むと,ほとんど同時に他端から同数が流出するので,少数キャリアの場合と異なり,多数キャリアを注入してその数を増すことはできない。 (→ 伝導度変調) 出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について 情報 ©VOYAGE MARKETING, Inc. All rights reserved.
国-32-AM-52 電界効果トランジスタ(FET)について誤っているのはどれか。 a. MOS-FETは金属-酸化膜-半導体の構造をもつ。 b. FETはユニポーラトランジスタである。 c. FETのn形チャネルのキャリアは正孔である。 d. FETではゲート電流でドレイン電流を制御する。 e. FETは高入カインピーダンス素子である。 1. a b 2. a e 3. b c 4. c d 5. d e 正答:4 分類:医用電気電気工学/電子工学/電子回路 類似問題を見る 国-30-AM-51 正しいのはどれか。 a. 理想ダイオードの順方向抵抗は無限大である。 b. バイポーラトランジスタは電圧制御素子である。 c. ピエゾ効果が大きい半導体は磁気センサに利用される。 d. FET のn形チャネルの多数キャリアは電子である。 e. CMOS回路はバイポーラトランジスタ回路よりも消費電力が少ない。 正答:5 国-5-PM-20 誤っているのはどれか。 1. FETの種類としてジャンクション形とMOS形とがある。 2. バイポーラトランジスタでは正孔と電子により電流が形成される。 3. ダイオードの端子電圧と電流との関係は線形である。 4. トランジスタの接地法のうち、エミッタ接地は一般によく用いられる。 5. FETは増幅素子のほか可変抵抗素子としても使われる。 正答:3 国-7-PM-9 2. バイポーラトランジスタでは正孔と電子とにより電流が形成される。 5. FETは可変抵抗素子としても使われる。 国-26-AM-50 a. FETには接合形と金属酸化膜形の二種類がある。 b. MOS-FETは金属一酸化膜一半導体の構造をもつ。 e. FETの入力インピーダンスはバイポーラトランジスタに比べて大きい。 国-28-AM-53 a. CMOS回路は消費電力が少ない。 b. 半導体でn型半導体ならば多数キャリアは電子少数キャリアは正孔、p型半- その他(教育・科学・学問) | 教えて!goo. LEDはpn接合の構造をもつ。 c. FETではゲート電圧でドレイン電流を制御する。 d. 接合型FETは金属-酸化膜-半導体の構造をもつ。 e. バイポーラトランジスタは電圧制御素子である。 1. a b c 2. a b e 3. a d e 4. b c d 5. c d e 正答:1 国-22-PM-52 トランジスタについて誤っているのはどれか。 1. FETのn形チャネルのキャリアは電子である。 2.
5eVです。一方、伝導帯のエネルギ準位は0eVで、1. 5eVの差があり、そこが禁制帯です。 図で左側に自由電子、価電子、、、と書いてあるのをご確認ください。この図は、縦軸はエネルギー準位ですが、原子核からの距離でもあります。なぜなら、自由電子は原子核から一番遠く、かつ図の許容帯では最も高いエネルギー準位なんですから。 半導体の本見れば、Siの真性半導体に不純物をごく僅か混入すると、自由電子が原子と原子の間を自由に動きまわっている図があると思います。下図でいえば最外殻より外ですが、下図は、あくまでエネルギーレベルで説明しているので、ホント、ちょっと無理がありますね。「最外殻よりも外側のスキマ」くらいの解釈で、よろしいかと思います。 ☆★☆★☆★☆★☆★ 長くなりましたが、このあたりを基礎知識として、半導体の本を読めばいいと思います。普通、こういったことが判っていないと、n型だ、p型だ、といってもさっぱり判らないもんです。ここに書いた以上に、くだいて説明することは、まずできないんだから。 もうそろそろ午前3時だから、この辺で。 ThanksImg 質問者からのお礼コメント 長々とほんとにありがとうございます!! 助かりました♪ また何かありましたらよろしくお願いいたします♪ お礼日時: 2012/12/11 9:56 その他の回答(1件) すみませんわかりません 1人 がナイス!しています
科学、数学、工学、プログラミング大好きNavy Engineerです。 Navy Engineerをフォローする 2021. 05. 26 半導体のキャリア密度を勉強しておくことはアナログ回路の設計などには必要になってきます.本記事では半導体のキャリア密度の計算に必要な状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数を説明したあとに,真性半導体と不純物半導体のキャリアについて温度との関係などを交えながら説明していきます. 半導体のキャリアとは 半導体でいう キャリア とは 電子 と 正孔 (ホール) のことで,半導体では電子か正孔が流れることで電流が流れます.原子は原子核 (陽子と中性子)と電子で構成されています.通常は原子の陽子と電子の数は同じですが,何かの原因で電子が一つ足りなくなった場合などに正孔というものができます.正孔は電子と違い実際にあるものではないですが,原子の正孔に隣の原子から電子が移り,それが繰り返し起こることで電流が流れることができます. 半導体のキャリア密度 半導体のキャリア密度は状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数から計算することができます.本章では状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数,真性半導体のキャリア密度,不純物半導体のキャリア密度について説明します. 状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数 伝導帯の電子密度は ①伝導帯に電子が存在できる席の数. ②その席に電子が埋まっている確率.から求めることができます. 状態密度関数 は ①伝導帯に電子が存在できる席の数.に相当する関数, フェルミ・ディラック分布関数 は ②その席に電子が埋まっている確率.に相当する関数で,同様に価電子帯の正孔密度も状態密度関数とフェルミ・ディラック分布関数から求めることができます.キャリア密度の計算に使われるこれらの伝導帯の電子の状態密度\(g_C(E)\),価電子帯の正孔の状態密度\(g_V(E)\),電子のフェルミ・ディラック分布関数\(f_n(E)\),正孔のフェルミ・ディラック分布関数\(f_p(E)\)を以下に示します.正孔のフェルミ・ディラック分布関数\(f_p(E)\)は電子の存在しない確率と等しくなります. 状態密度関数 \(g_C(E)=4\pi(\frac{2m_n^*}{h^2})^{\frac{3}{2}}(E-E_C)^{\frac{1}{2}}\) \(g_V(E)=4\pi(\frac{2m_p^*}{h^2})^{\frac{3}{2}}(E_V-E)^{\frac{1}{2}}\) フェルミ・ディラック分布関数 \(f_n(E)=\frac{1}{1+\exp(\frac{E-E_F}{kT})}\) \(f_p(E)=1-f_n(E)=\frac{1}{1+\exp(\frac{E_F-E}{kT})}\) \(h\):プランク定数 \(m_n^*\):電子の有効質量 \(m_p^*\):正孔の有効質量 \(E_C\):伝導帯の下端のエネルギー \(E_V\):価電子帯の上端のエネルギー \(k\):ボルツマン定数 \(T\):絶対温度 真性半導体のキャリア密度 図1 真性半導体のキャリア密度 図1に真性半導体の(a)エネルギーバンド (b)状態密度 (c)フェルミ・ディラック分布関数 (d)キャリア密度 を示します.\(E_F\)はフェルミ・ディラック分布関数が0.
\(n=n_i\exp(\frac{E_F-E_i}{kT})\) \(p=n_i\exp(\frac{E_i-E_F}{kT})\) \(E_i\)は 真性フェルミ準位 でといい,真性半導体では\(E_i=E_F=\frac{E_C-E_V}{2}\)の関係があります.不純物半導体では不純物を注入することでフェルミ準位\(E_F\)のようにフェルミ・ディラック関数が変化してキャリア密度も変化します.計算するとわかりますが不純物半導体の場合でも\(np=n_i^2\)の関係が成り立ち,半導体に不純物を注入することで片方のキャリアが増える代わりにもう片方のキャリアは減ることになります.また不純物を注入しても通常は総電荷は0になるため,n型半導体では\(qp-qn+qN_d=0\) (\(N_d\):ドナー密度),p型半導体では\(qp-qn-qN_a=0\) (\(N_a\):アクセプタ密度)が成り立ちます. 図3 不純物半導体 (n型)のキャリア密度 図4 不純物半導体 (p型)のキャリア密度 まとめ 状態密度関数 :伝導帯に電子が存在できる席の数に相当する関数 フェルミ・ディラック分布関数 :その席に電子が埋まっている確率 真性キャリア密度 :\(n_i=\sqrt{np}\) 不純物半導体のキャリア密度 :\(n=n_i\exp(\frac{E_F-E_i}{kT})\),\(p=n_i\exp(\frac{E_i-E_F}{kT})\) 半導体工学まとめに戻る
西松屋コマーシャルモール博多店(福岡県福岡市)の店舗情報です。 ※非常時の営業状況は各店舗に直接お問い合わせください。 チラシ、ミミより情報もこちらからご確認いただけます。 コマーシャルモール博多店 コマーシャルモール博多内 住 所 福岡県福岡市博多区東光寺2丁目6番40号 コマーシャルモール博多内 簡易地図を見る TEL (092)483-1919 営業時間 AM10:00〜PM8:00 駐車場 341台(3時間無料) 取り扱い ※大型育児用品については、一部商品取り扱いがございません。 求人情報 この店舗の求人情報を見る コマーシャルモール博多店のSALE情報はこちら チラシに◆マークのある商品は、当店では取り扱っておりません。 チラシ7月15日版「夏のクリアランスセール & 出産準備フェア開催!! 」 有効期間:2021/07/15~2021/07/27 子育て応援SALE!! 秋の出産準備フェア コマーシャルモール博多店の近くのお店
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明けましておめでとうございます(*'▽') 大晦日は大掃除。 めちゃくちゃ断捨離してスッキリです。 有難い事に年末を前に色んな方から頂戴物をしておりまして、 そいつら(言い方)を前にどう消費していけばイイか途方に暮れてました。 一昨年はblogにルマンド大好きエピソードを載せた効果もあってか ルマンドを方々から大量に頂戴しまして、何とかリス並みに少しずつ 消費して無事にルマンドミッション完了しました。 そして今年 「これ全部食ったらコロナより先に死ぬと思う」という致死量のチョコ。 そして「ここはホテルのバックヤードか?」ってくらいの枚数のタオル。 福砂屋が我が家にやって来た!くらいのカステラ。 ミッションのバリエーションが増えた。 ホントに皆様、お心遣いありがとうございまーす→本心か?
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