Comprender la movilidad de los electrones y los orificios en el silicio dopado

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Mi libro de texto (Diseño de circuitos microelectrónicos de Jaeger) usa lo que parece ser esta ecuación para describir el agujero y la movilidad de los electrones en el silicio dopado, mostrando esencialmente que, como algo está ligeramente dopado, la movilidad es mucho mayor. Las concentraciones de dopaje causan una rápida disminución de la movilidad rápidamente. Aquí hay algunos recursos de Indiana University y Colorado University que describe las ecuaciones que mi libro de texto usa con un poco más de detalle que mi libro de texto (solo cubre el tema de manera abrupta y no mucho).

$$ \ mu = \ mu_ {min} + \ frac {\ mu_ {max} - \ mu_ {min}} {1 + (\ frac {N_T} {N_R}) ^ {\ alpha}} $$

Estoy tratando de entender cómo funcionan estas ecuaciones con mayor detalle para poder usarlas potencialmente para resolver problemas y pensar acerca de los semiconductores.

Mis preguntas: ¿Es el alfa el producto del "Factor de transporte base" y la "Eficacia de inyección del emisor" o fue el alfa que la Universidad de Colorado utilizó en esta ecuación solo un parámetro de ajuste que no tiene relación con ese producto? (el alfa que tenían y los usos de mi libro eran menos de 1, por lo que asumí que era plausible que fueran el mismo alfa).

$$ \ alpha = \ alpha_T \ gamma = \ frac {I_ {collector}} {I_ {eliminator}} $$

Estoy preguntando todo esto porque me gustaría poder resolver problemas como el que se encuentra a continuación de manera que sea propicio para el aprendizaje. La forma en que mi libro resolvió este problema fue mediante el uso de la relación si la conductividad es igual al producto de la carga de electrones, la movilidad del orificio y la concentración del orificio y resolviéndola iterativamente usando Matlab probando valores dentro de un rango en el que saben que es y usando el uno con el menor error y luego usando las ecuaciones de las que hablé anteriormente, calculan la movilidad a partir de eso. Llegan a diferentes ecuaciones, probablemente basadas en el dopaje del material, pero ninguna de ellas muestra cómo se pueden calcular o encontrar esas ecuaciones. Realmente no me importa mucho llegar a su respuesta, sino más bien cómo funciona esto y cómo puedo calcularlo por mi cuenta. Si esta es una ecuación ajustada que solo puede obtener a través de la experimentación, está bien, me gustaría saber eso también. Actualmente, este proceso parece ser una caja negra para mí y me gustaría entrar en las entrañas de este concepto.

$$ \ sigma = q \ mu_ {p} p $$

    
pregunta jake mckenzie

1 respuesta

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El \ $ \ alpha \ $ en su ecuación de movilidad es un parámetro de ajuste determinado experimentalmente. No tiene relación con el \ $ \ alpha \ $ en su segunda ecuación, que es un parámetro de ganancia BJT. La ecuación de movilidad completa que proporciona no es 100% precisa, sino que se ajusta "lo suficientemente bien" a la mayoría de las curvas de movilidad, que se deben encontrar experimentalmente.

    
respondido por el Matt

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