1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء الحديثة : فيزياء الحالة الصلبة : مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة :

Induced Electric Field

المؤلف:  Donald A. Neamen

المصدر:  Semiconductor Physics and Devices

الجزء والصفحة:  p 174

20-5-2017

1673

Induced Electric Field

Consider a semiconductor that is non-uniformly doped with donor impurity atoms. The semiconductor is in thermal equilibrium, the Fermi energy level is through the crystal so the energy-band diagram may qualitatively look like that shown in Figure 1.1. The doping concentration decreases as x increases in this case. There will be a diffusion of majority carrier electrons from the region of high concentration to the region of low concentration, which is in the +x direction. The flow of negative electrons leaves behind positively charged donor ions. The separation of positive and negative charge induces an electric field that is in a direction to oppose the diffusion process. When equilibrium is reached, the mobile carrier concentration is not exactly equal to the fixed impurity concentration and the induced electric field prevents any further separation of charge. In most cases of interest, the space charge induced by this diffusion process is a small fraction of the impurity concentration thus the mobile carrier concentration is not too different from the impurity dopant density.

The electric potential ϕ is related to electron potential energy by the charge (- e), so we can write

(1)

The electric field for the one-dimensional situation is defined as

(2)

Figure 1.1 Energy-band diagram for a semiconductor in thermal equilibrium with a non-uniform donor impurity concentration.

If the intrinsic Fermi level changes as a function of distance through a semiconductor in thermal equilibrium, an electric field exists in the semiconductor.

If we assume a quasi-neutrality condition in which the electron concentration is almost equal to the donor impurity concentration, then we can still write

(3)

Solving for EF - EFi , we obtain

(4)

The Fermi level is constant for thermal equilibrium so when we take the derivative with respect to x we obtain

(5)

The electric field can then be written, combining Equations (5) and (2), as

(6)

Since we have an electric field, there will be a potential difference through the semiconductor due to the non-uniform doping.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي