Minoritätsladungsträger ist die Bezeichnung der Ladungsträgerart eines dotierten Halbleiters welche seltener vorkommt al

Minoritätsladungsträger ist die Bezeichnung der Ladungsträgerart eines dotierten Halbleiters, welche seltener vorkommt als die Majoritätsladungsträger. Die Minoritätsladungsträger sind:

bei p-Dotierung die Elektronen
bei n-Dotierung die Defektelektronen (Löcher).

Sie können mittels Oberflächenphotospannung detektiert und quantifiziert werden.

Berechnung der Ladungsträgerdichte

Formelzeichen
N_A	Akzeptorenkonzentration (Dotierung)
N_D	Donatorenkonzentration (Dotierung)
N_A⁻	ionisierte Akzeptoratome
N_D⁺	ionisierte Donatoratome
n_i	Intrinsische Ladungsträgerdichte
n_n	Majoritätsladungsträger (bei n-Dotierung)
p_n	Minoritätsladungsträger (bei n-Dotierung)
p_p	Majoritätsladungsträger (bei p-Dotierung)
n_p	Minoritätsladungsträger (bei p-Dotierung)
n	Dichte der (Elektronen)
p	Dichte der freien Ladungsträger (Löcher)
m_n	effektive Masse der Elektronen
m_p	effektive Masse der Löcher
W_G	Energie der Bandlücke
k	Boltzmann-Konstante
T	absolute Temperatur
h	Planck-Konstante
exp	Exponentialfunktion

Aus den Gleichungen für die Majoritätsladungsträger-Konzentration $p$ bzw. $n$ für Einfach-Dotierungen deutlich größer der Eigenleitungsdichte $n_{i}$ des Halbleiters

im p-Gebiet

p=p_{p}\approx N_{A}^{\,-}\approx N_{A}=\mathrm {const.}

(bei Raumtemperatur)

bzw.

im n-Gebiet

n=n_{n}\approx N_{D}^{+}\approx N_{D}=\mathrm {const.}

(bei Raumtemperatur)

ergibt sich im thermodynamischen Gleichgewicht wegen

{\begin{aligned}n\cdot p&=n_{i}^{2}\\&=4\cdot \left({\frac {2\cdot \pi \cdot k\cdot T}{h^{2}}}\right)^{3}\cdot (m_{n}\cdot m_{p})^{3/2}\cdot \exp \left(-{\frac {W_{G}}{k\cdot T}}\right)\end{aligned}}

die Minoritätsladungsträgerkonzentration

für das p-Gebiet:

n_{p}\approx {\frac {n_{i}^{2}}{N_{A}}}=\mathrm {const.} \ll p_{p}

für das n-Gebiet

p_{n}\approx {\frac {n_{i}^{2}}{N_{D}}}=\mathrm {const.} \ll n_{n}

Siehe auch

QSSPC

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.