Calculateur de bande interdite et de porteurs des semiconducteurs
Calculez bande interdite, porteurs d’équilibre, niveau de Fermi et conductivité pour Si, Ge et GaAs.
Silicium: 300 K; Bande interdite Eg = 1,125 eV
| Bande interdite Eg | 1,125 eV |
|---|---|
| Porteurs intrinsèques ni | 8,143e+9 cm-3 |
| Électrons n | 8,143e+9 cm-3 |
| Trous p | 8,143e+9 cm-3 |
| Niveau de Fermi au-dessus du bord de valence | 0,5567 eV |
| Conductivité (mobilités fixes à 300 K) | 2,414e-6 S/cm |
À 300 K, le silicium a une bande interdite d’environ 1,125 eV. Choisissez Si, Ge ou GaAs pour calculer bande interdite et porteurs intrinsèques en fonction de la température, puis le dopage net signé pour estimer niveau de Fermi et conductivité.
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Exemple : Quels sont la bande interdite et les porteurs intrinsèques du silicium à 300 K ?
Eg(T) = Eg(0) – alpha T^2/(T + beta); ni = sqrt(Nc Nv) exp[-Eg/(2 kB T)]. Neutralité : n – p = ND – NA; np = ni^2. EF – Ev = kB T ln(Nv/p); conductivité = q(n mu_n + p mu_p).
Matériaux intrinsèques de référence à 300 K
| Matériau | Bande interdite Eg (eV) | Porteurs intrinsèques ni (cm-3) | Mobilité des électrons à 300 K (cm2/V/s) | Mobilité des trous à 300 K (cm2/V/s) |
|---|---|---|---|---|
| Silicium | 1,125 | 8,143e+9 | 1400 | 450 |
| Germanium | 0,6634 | 2,033e+13 | 3900 | 1900 |
| Arséniure de gallium | 1,422 | 2,044e+6 | 8800 | 400 |
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}Sources : C. D. Thurmond, The standard thermodynamic functions for the formation of electrons and holes in Ge, Si, GaAs, and GaP, Journal of the Electrochemical Society 122, 1133 (1975) ; B. Van Zeghbroeck, Principles of Semiconductor Devices (2011), Appendix 3 : Material Parameters (300 K) ; CODATA 2018, NIST.
Relu par un physicien ayant une expérience du CERN