TFE4146 Halvleder­komponenter Interaktiv pensumguide · H2026
Fremgang
0/7

Symboler

01 Energier og bånd

Symbol Betydning Enhet
EE Energi, oftest elektronets totale energi Ikke det elektriske feltet E\mathcal{E}. I en krets med en diode er EE kildespenningen. eV
Ec, EvE_c,\ E_v Bunnen av ledningsbåndet og toppen av valensbåndet eV
EgE_g Båndgapet, Ec−EvE_c - E_v 1,111{,}11 eV for Si og 1,431{,}43 eV for GaAs ved 300 K. eV
EFE_F Fermi-nivået eV
EiE_i Det intrinsiske nivået, EFE_F i udopet materiale eV
Ed, EaE_d,\ E_a Donor- og akseptornivået eV
Fn, FpF_n,\ F_p Kvasi-Fermi-nivåene for elektroner og hull Skrives også EFnE_{Fn} og EFpE_{Fp}. I likevekt er begge lik EFE_F. eV
kk Bølgevektoren til elektronet i krystallen Ikke Boltzmanns konstant, som skrives kBk_B. cm⁻¹
ℏk\hbar k Krystallmomentum eV·s/cm
ψ\psi Bølgefunksjonen til elektronet
m∗m^* Effektiv masse, fra krumningen til E(k)E(k) Oppgis som brøkdel av m0m_0: mn∗m_n^* for elektroner, mp∗m_p^* for hull. kg
ml, mtm_l,\ m_t Langsgående og tverrgående effektiv masse i én dal i Si 0,98 m00{,}98\,m_0 og 0,19 m00{,}19\,m_0. kg

02 Bærere og konsentrasjoner

Symbol Betydning Enhet
n, pn,\ p Konsentrasjonen av elektroner i ledningsbåndet og hull i valensbåndet cm⁻³
n0, p0n_0,\ p_0 Likevektskonsentrasjonene cm⁻³
nin_i Intrinsisk bærerkonsentrasjon 1,5×10101{,}5 \times 10^{10} cm⁻³ for Si ved 300 K. cm⁻³
nn, pnn_n,\ p_n Elektron- og hullkonsentrasjonen på n-siden av en pn-overgang Tilsvarende npn_p og ppp_p på p-siden. Indeksen sier hvilken side, bokstaven hvilken bærer. cm⁻³
Nc, NvN_c,\ N_v Effektiv tilstandstetthet i lednings- og valensbåndet 2,9×10192{,}9 \times 10^{19} og 1,0×10191{,}0 \times 10^{19} cm⁻³ for Si ved 300 K. cm⁻³
Nd, NaN_d,\ N_a Konsentrasjonen av donorer og akseptorer cm⁻³
Nd+, Na−N_d^+,\ N_a^- Konsentrasjonen av ioniserte donorer og akseptorer Lik NdN_d og NaN_a ved romtemperatur i Si. cm⁻³
f(E)f(E) Fermi–Dirac-fordelingen, sannsynligheten for at en tilstand er okkupert
N(E)N(E) Tilstandstettheten, antall tilstander per volum og energi cm⁻³·eV⁻¹

03 Transport

Symbol Betydning Enhet
E\mathcal{E} Elektrisk felt Ikke energien EE. Positiv retning er den et hull driver i. V/cm
B\mathcal{B} Magnetisk flukstetthet, i Hall-effekten 11 Wb/cm² =104= 10^4 T. Hører sammen med vv i cm/s og E\mathcal{E} i V/cm. Wb/cm²
V\mathcal{V} Elektrostatisk potensial Ikke spenningen VV over komponenten. E=−dV/dx\mathcal{E} = -d\mathcal{V}/dx. V
⟨vx⟩\langle v_x\rangle Drifthastigheten cm/s
vsv_s Metningshastigheten ved sterkt felt Omtrent 10710^7 cm/s i Si. cm/s
μn, μp\mu_n,\ \mu_p Mobiliteten til elektroner og hull, drifthastighet per felt 13501350 og 480480 cm²/V·s i rent Si ved 300 K. Alltid positiv. cm²/V·s
τ\tau Midlere tid mellom kollisjoner Ikke levetiden τn\tau_n, τp\tau_p, som er tiden før rekombinasjon. s
ll Midlere fri veilengde mellom kollisjoner cm
σ\sigma Ledningsevne (Ω·cm)⁻¹
ρ\rho Resistivitet, 1/σ1/\sigma Ikke romladningstettheten i Poissons ligning, som skrives ut som q(p−n+Nd+−Na−)q(p - n + N_d^+ - N_a^-). Ω·cm
RR Resistansen til en stav, ρL/wt\rho L/wt LL er lengden langs strømmen, ww bredden og tt tykkelsen. Ω
JJ Strømtetthet, Jn+JpJ_n + J_p JnJ_n og JpJ_p er bidragene fra hver bærertype; hver har et drift- og et diffusjonsledd. A/cm²
II Strøm, JJ ganger tverrsnittet A
RHR_H Hall-koeffisienten Negativ for elektroner, positiv for hull. cm³/C
Dn, DpD_n,\ D_p Diffusjonskoeffisienten til elektroner og hull 3535 og 12,512{,}5 cm²/s i Si ved 300 K. cm²/s
ϕ\phi Partikkelfluks, antall bærere per areal og tid Strømtettheten er fluksen ganger ladningen. cm⁻²·s⁻¹

04 Overskuddsbærere

Symbol Betydning Enhet
δn, δp\delta n,\ \delta p Overskuddet av bærere ut over likevekt, n−n0n - n_0 og p−p0p - p_0 Liten delta: overskuddet som funksjon av tid eller sted. cm⁻³
Δn, Δp\Delta n,\ \Delta p Startverdien av overskuddet, ved t=0t = 0 eller x=0x = 0 Stor delta: en konstant, ikke en funksjon. cm⁻³
τn, τp\tau_n,\ \tau_p Levetiden til minoritetsbærere før rekombinasjon τn\tau_n gjelder elektroner i p-type, τp\tau_p hull i n-type. s
gopg_\text{op} Optisk generasjonsrate cm⁻³·s⁻¹
gi, rig_i,\ r_i Termisk generasjons- og rekombinasjonsrate i likevekt cm⁻³·s⁻¹
ara_r Rekombinasjonskoeffisienten, r=arnpr = a_r np cm³/s
Ln, LpL_n,\ L_p Diffusjonslengden, Dτ\sqrt{D\tau} Så langt et overskudd rekker før det har rekombinert til 1/e1/e. cm
α\alpha Absorpsjonskoeffisienten for lys, intensiteten faller som e−αxe^{-\alpha x} cm⁻¹
hνh\nu Fotonenergien Må være minst EgE_g for å lage et par. eV

05 pn-overgangen

Symbol Betydning Enhet
WW Bredden av romladningssonen, xp0+xn0x_{p0} + x_{n0} cm
xn0, xp0x_{n0},\ x_{p0} Hvor langt sonen strekker seg inn i n- og p-siden Lengst inn på den svakest dopede siden. cm
V0V_0 Kontaktpotensialet over sonen i likevekt V
VV Påtrykt spenning over overgangen Positiv i lederetningen (p-siden høyest). Sperrespenningen skrives V=−VrV = -V_r. V
E0\mathcal{E}_0 Det største feltet i sonen, ved skillet x=0x = 0 V/cm
ε\varepsilon Permittiviteten til halvlederen, εrε0\varepsilon_r\varepsilon_0 εr=11,8\varepsilon_r = 11{,}8 for Si. F/cm
I0I_0 Metningsstrømmen i sperreretningen A
xn, xpx_n,\ x_p Avstanden fra sonekanten innover i n- og p-siden Måles fra xn0x_{n0} og −xp0-x_{p0}, ikke fra skillet x=0x = 0. cm
Δpn, Δnp\Delta p_n,\ \Delta n_p Overskuddet av minoritetsbærere ved sonekantene Negativt i sperreretningen, ned til −pn-p_n og −np-n_p. cm⁻³
Qp, QnQ_p,\ Q_n Ladningen som er lagret i minoritetsprofilen på n- og p-siden C
AA Tverrsnittet av overgangen cm²
VbrV_\text{br} Gjennombruddsspenningen V
MM Multiplikasjonen i skred, bærere ut per bærer inn
PP Sannsynligheten for en ioniserende kollisjon på én tur gjennom sonen
dd Tunnelavstanden mellom båndene i Zener-effekten cm
i(t), v(t)i(t),\ v(t) Strømmen gjennom og spenningen over overgangen under en transient Små bokstaver for størrelser som endrer seg med tiden.
If, IrI_f,\ I_r Strømmen i lederetningen før omslaget og sperrestrømmen etter A
tsdt_{sd} Lagringstiden s
CjC_j Overgangskapasitansen, fra ionene i romladningssonen F
CsC_s Diffusjonskapasitansen, fra den lagrede ladningen F
GsG_s Småsignalkonduktansen, dI/dVdI/dV Ω⁻¹
cc Lengden av den lett dopede siden i en kort diode cm
nn Idealitetsfaktoren i diodeligningen Ikke elektronkonsentrasjonen nn. Mellom 1 og 2.
VaV_a Spenningen over hele komponenten VV er den delen som ligger over overgangen. V
Rp, RnR_p,\ R_n Motstanden i det nøytrale p- og n-området Ω

06 Konstanter

Symbol Betydning Enhet
qq Elementærladningen 1,602×10−191{,}602 \times 10^{-19} C. Elektronet har ladning −q-q, hullet +q+q. C
kBk_B Boltzmanns konstant 8,62×10−58{,}62 \times 10^{-5} eV/K. eV/K
kBTk_BT Termisk energi 0,02590{,}0259 eV ved 300 K; kBT/q=0,0259k_BT/q = 0{,}0259 V. eV
ℏ\hbar Redusert Plancks konstant, h/2πh/2\pi 6,58×10−166{,}58 \times 10^{-16} eV·s; h=4,14×10−15h = 4{,}14 \times 10^{-15} eV·s. eV·s
ε0\varepsilon_0 Permittiviteten i vakuum 8,85×10−148{,}85 \times 10^{-14} F/cm. F/cm
m0m_0 Elektronets hvilemasse 9,11×10−319{,}11 \times 10^{-31} kg. Effektive masser oppgis som brøkdeler av den. kg
a0a_0 Bohr-radien 0,5290{,}529 Å. Å