Majoritätsladungsträger ist die Bezeichnung der Ladungsträgerart eines dotierten Halbleiters die aufgrund der Dotierung

Majoritätsladungsträger ist die Bezeichnung der Ladungsträger art eines dotierten Halbleiters, die aufgrund der Dotierung häufiger vorkommt als die Minoritätsladungsträger. Bei n-Dotierung sind Elektronen die Majoritätsladungsträger, bei p-Dotierung sind es Defektelektronen (auch Löcher genannt).

Je nach Halbleitermaterial und Dotierungselement kann es vorkommen, dass bei Raumtemperatur praktisch alle Donatoren bzw. Akzeptoren ionisiert sind (Störstellenerschöpfung):

N_{\mathrm {D} }^{+}=N_{\mathrm {D} }

bzw.

N_{\mathrm {A} }^{-}=N_{\mathrm {A} }

mit den Anzahlen

$N_{\mathrm {D} }^{+}$ der ionisierten bzw. $N_{\mathrm {D} }$ aller (ionisierten und neutralen) Donator-Atome
$N_{\mathrm {A} }^{-}$ der ionisierten bzw. $N_{\mathrm {A} }$ aller (ionisierten und neutralen) Akzeptor-Atome.

Dies führt im Fall einer Einfach-Dotierung (nur eine Dotierungsart vorhanden) deutlich größer der Eigenleitungsdichte $n_{\mathrm {i} }$ des Halbleiters ( $N_{\mathrm {D} }^{+}\gg n_{\mathrm {i} }$ bzw. $N_{\mathrm {A} }^{-}\gg n_{\mathrm {i} }$ ) zu:

einer Majoritätsladungsträger-Konzentration $n$ (der Elektronen) im n-Gebiet:
$n={\frac {N_{\mathrm {D} }^{+}}{2}}+{\sqrt {\left({\frac {N_{\mathrm {D} }^{+}}{2}}\right)^{2}+n_{\mathrm {i} }^{2}}}\approx N_{\mathrm {D} }^{+}=N_{\mathrm {D} }=\mathrm {konst.}$
einer Majoritätsladungsträger-Konzentration $p$ (der Defektelektronen) im p-Gebiet:
$p={\frac {N_{\mathrm {A} }^{-}}{2}}+{\sqrt {\left({\frac {N_{\mathrm {A} }^{-}}{2}}\right)^{2}+n_{\mathrm {i} }^{2}}}\approx N_{\mathrm {A} }^{-}=N_{\mathrm {A} }=\mathrm {konst.}$

Literatur

Albrecht Möschwitzer, Klaus Lunze: Halbleiterelektronik. Lehrbuch. 2., bearb. Auflage. Verl. Technik, Berlin 1975, DNB 200142224.

Einzelnachweise

Frank Thuselt: Physik der Halbleiterbauelemente : einführendes Lehrbuch für Ingenieure und Physiker. Springer, Berlin/Heidelberg/New York 2005, ISBN 3-540-22316-9, S. 68 ff.

[Thuselt-1] Frank Thuselt: Physik der Halbleiterbauelemente : einführendes Lehrbuch für Ingenieure und Physiker. Springer, Berlin/Heidelberg/New York 2005, ISBN 3-540-22316-9, S. 68 ff.