キャリア密度

キャリア密度とは半導体などの材料内の一定の体積あたりに存在する自由電子または正孔の量のことである。キャリア密度は半導体の電気的特性を決めるものの一つであり、半導体工学において非常に重要なものである。単位は$m^{-3}$または$cm^{-3}$を用いる。また、記号はp型半導体では$p$、n型半導体では$n$を使う。

導出

p型半導体

n型半導体では基本的に正孔の量を表す。キャリア密度は以下の通り。

$p=N_{v}\exp(-{\frac {E_{f}-E_{v}}{k_{B}T}})$

• $N_{v}$=価電子帯の状態密度
• $E_{f}$=フェルミ準位
• $E_{v}$=価電子帯の最大値
• $k_{B}$=ボルツマン定数
• $T$=絶対温度

n型半導体

n型半導体では基本的に自由電子の量を表す。キャリア密度は以下の通り。

$n=N_{v}\exp(-{\frac {E_{v}-E_{f}}{k_{B}T}})$

関連項目

• 半導体
• 電子
• ホール効果
• フェルミ分布/ボルツマン分布