Majoritätsladungsträger

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

Je nach Halbleitermaterial und Dotierungselement kann es vorkommen, dass bei Raumtemperatur praktisch alle Donatoren beziehungsweise Akzeptoren ionisiert sind (Störstellenerschöpfung). Dies führt im Fall einer Einfach-Dotierung (nur eine Dotierungsart vorhanden) deutlich größer der Eigenleitungsdichte ( N A − ≫ n i {\displaystyle N_{\mathrm {A} }^{-}\gg n_{\mathrm {i} }} bzw. N D + ≫ n i {\displaystyle N_{\mathrm {D} }^{+}\gg n_{\mathrm {i} }} ) des Halbleiters zu einer Majoritätsladungsträger-Konzentration der p {\displaystyle p} (der Defektelektronen) bzw. n {\displaystyle n} (der Elektronen) im

  • p-Gebiet:[1]
    p = N A − 2 + ( N A − 2 ) 2 + n i 2 ≈ N A − = N A = k o n s t . {\displaystyle 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.} \,}
  • n-Gebiet:[1]
    n = N D + 2 + ( N D + 2 ) 2 + n i 2 ≈ N D + = N D = k o n s t . {\displaystyle 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.} \,}

mit der Eigenleitungsdichte n i {\displaystyle n_{\mathrm {i} }} , den Konzentrationen der ionisierten Donator- N D + {\displaystyle N_{\mathrm {D} }^{+}} und Akzeptoratome N A − {\displaystyle N_{\mathrm {A} }^{-}} sowie der Konzentration aller (geladenen und neutralen) Donatoren N D {\displaystyle N_{\mathrm {D} }} und Akzeptoren N A {\displaystyle N_{\mathrm {A} }} .

Literatur

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

Einzelnachweise

  1. ↑ a b 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.