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 ( ${\displaystyle N_{\mathrm {A} }^{-}\gg n_{\mathrm {i} }}$ bzw. ${\displaystyle N_{\mathrm {D} }^{+}\gg n_{\mathrm {i} }}$) des Halbleiters zu einer Majoritätsladungsträger-Konzentration der ${\displaystyle p}$ (der Defektelektronen) bzw. ${\displaystyle n}$ (der Elektronen) im

• p-Gebiet:^[1]

  ${\displaystyle p={\frac {N_{\mathrm {A} }^{-}}{2}}+{\sqrt {\left({\frac {N_{\mathrm {A} }^{-}}{2}}\right)^{2}+n_{\mathrm {i} }^{2}}}\approx N_{\mathrm {A} }^{-}=N_{\mathrm {A} }=\mathrm {konst.} \,}$

• n-Gebiet:^[1]

  ${\displaystyle n={\frac {N_{\mathrm {D} }^{+}}{2}}+{\sqrt {\left({\frac {N_{\mathrm {D} }^{+}}{2}}\right)^{2}+n_{\mathrm {i} }^{2}}}\approx N_{\mathrm {D} }^{+}=N_{\mathrm {D} }=\mathrm {konst.} \,}$

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

Literatur

• Albrecht Möschwitzer, Klaus Lunze: Halbleiterelektronik. Lehrbuch. 2., bearb. Aufl. 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.