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Densità di elettroni liberi nei semiconduttori

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Densità di elettroni liberi nei semiconduttori

Messaggioda Foto UtentePatras » 7 ott 2017, 22:15

Ciao a tutti! Studiando elettronica sono finito dentro un argomento che non riesco a capire completamente. Qualcuno riesce per favore a togliermi il dubbio :( ? Vi do una breve introduzione teorica che ho trovato in alcune slide tanto per capire il settore...

Definizione: electron/hole pair = EHP
Sia G il tasso di generazione delle EHP (numero di EHP che si generano nell’unità di tempo). In prima approssimazione, G dipende solo dalla temperatura: G=f_1(T)
Sia R il processo complementare di G: cioè il tasso di ricombinazione (processo mediante il quale un elettrone libero si lega ad un legame covalente “vacante”). In prima approssimazione, R può avvenire solo in presenza di elettroni e lacune. Quindi R dipende dal prodotto delle concentrazioni di elettroni e lacune:
R=n\cdot p \cdot f_2(T)
All’equilibrio termodinamico, i tassi di generazione (G) e ricombinazione (R) si equivalgono:
G=R \implies n\cdot p = \frac{f_1(T)}{f_2(T)}=f(T)


e fin qui faccio finta di averlo capito fino in fondo... i guai arrivano dopo

In un semiconduttore intrinseco n_i=p_i
Densità di elettroni liberi intrinseca è uguale a quella intrinseca delle lacune e vale anche:
n_i\cdot p_i=n_i^2=f(T)
Di conseguenza anche per i semiconduttori estrinseci (drogati) vale:
n \cdot p = n_i^2
Legge dell'azione di massa

guardando cosi sembra che la legge dell'azione di massa in questo caso venga ricavata matematicamente dai tassi di generazione e ricombinazione ma al di là della matematica, non capisco realmente come fa nel caso del drogaggio a valere n\cdot p = n_i^2. Cioè fissata una certa temperatura, ho un numero costante n_i^2. n e p sono di conseguenza in proporzionalità inversa. Ma suppongo di inserire una quantità enorme di atomi donatori (es. fosforo): le lacune che c'erano prima (p_i) ora hanno densità p molto più piccola ma non spariscono del tutto (come sembra dalla formula). Come mai non vanno via completamente arrivando a p=0? Non posso mai far sparire completamente le lacune p drogando con tanti donatori?
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