半导体电阻率公式的推导

在半导体物理学中,电阻率(ρ)是一个描述材料导电性能的重要参数。对于半导体而言,其电阻率不仅与材料本身的性质有关,还受到掺杂浓度、温度等因素的影响。下面简要介绍电阻率的基本概念及其在半导体中的表达式推导。 半导体的电阻率ρ可以通过以下公式表达: [ ho = frac = frac ] 其中,σ是电导率,n和p分别代表电子和空穴的浓度,e是基本电荷量,μ_n和μ_p分别是电子和空穴的迁移率。 在纯净的半导体(本征半导体)中,电子浓度n等于空穴浓度p,即n=p=n_i,其中n_i是本征载流子浓度。因此,纯净半导体的电阻率可以简化为: [ ho_ = frac ] 对于掺杂半导体,由于掺入杂质,使得电子或空穴浓度显著增加。如果主要由电子导电(N型),则电阻率主要由电子浓度决定;如果是空穴主导(P型),则由空穴浓度决定。因此,N型半导体的电阻率可近似表示为: [ ho_ approx frac ] 而P型半导体的电阻率则近似为: [ ho_ approx frac ] 上述公式表明,半导体的电阻率与载流子浓度及迁移率密切相关,通过控制这些参数,可以有效调控半导体的导电性能。
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