Semiconductor Carrier Transport

Elektron-Hole Üretimi & Drift Simülasyonu

Doping
n = p = nᵢ
Saf Si
⊕ (+) pozitif → → → E field → → → (−) ⊖ negatif
Hız: 2x
Serbest elektron (iletim bandı)
Hole (valans bandı)
Elektron kopuyor (termal)

① Üretim (Generation)

Termal enerji ile Si bağı kırılır. Elektron iletim bandına fırlar ↑, geride hole kalır.

② Drift

E-field açıkken e⁻ sola ← kayar (E-field'e ters, negatif yük). h⁺ komşu elektron atladıkça sağa → kayar (E-field ile aynı yön, pozitif yük).

③ Rekombinasyon

Serbest elektron bir hole'a denk gelirse birleşir ✦ ve her ikisi yok olur.

④ Diffusion

E-field yok, konsantrasyon farkı var. Taşıyıcılar yüksek→düşük yoğunluğa doğru yayılır. J = qDₙ(dn/dx)

Anlık Parametreler — T = 300 K
Elektron Mobility
μₙ = 1350 cm²/V·s
Hole Mobility
μₚ = 480 cm²/V·s
Band Gap
Eɡ = 1.12 eV
Intrinsik Taşıyıcı nᵢ
nᵢ = 1.5×10¹⁰ cm⁻³
İletkenlik σ
σ = q(nμₙ + pμₚ)
Diffusion Katsayısı
Dₙ = 34.9 cm²/s
Dₚ = 12.4 cm²/s
🌡️ Sıcaklık artınca: nᵢ ↑ üstel | μₙ, μₚ ↓ (T⁻²·⁵) | σ net artar