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文檔簡介

1、1半導體討論2導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度在能量E(E+dE)之間有 個量子態(tài)，而電子占據(jù)能量為E的量子態(tài)的概率是f(E),則在能量E(E+dE)之間有 個被電子占據(jù)的量子態(tài)，即有 個電子。然后把能量區(qū)間中的電子數(shù)相加就能得到能帶中的電子總數(shù)，再除以半導體體積就能得到導帶中的電子濃度。( )cdZgE dE( )( )cf E gE dE( )( )cf E gE dE3 在非簡并情況下，能量 (E+dE)間的電子數(shù)dN為 那么單位體積中的電子數(shù)為( )( )BcdNfE g E dE* 3/21/230(2)4exp()()nFcmEEdNVEEdEhk F* 3/21/230(2)4

2、exp()()nFcmEEdNdnEEdEVhk F4 對上式積分，可算得熱平衡狀態(tài)下非簡并半導體的導帶電子濃度n0為 積分上限 是導帶頂能量，通過引入變數(shù)及計算最終可解得* 3/21/2030(2)4exp()()ccEnFcEmEEnEEdEhk F00exp()cFcEEnNk F5 同理，熱平衡狀態(tài)下，非簡并半導體的價帶中空穴濃度為 稱為導帶的有效狀態(tài)密度 稱為價帶的有效狀態(tài)濃度00exp()vFvEEpNk F*3/203(2)2ncm k TNh*3/203(2)2pvm k TNh6本征半導體載流子濃度 本征半導體是完全不含雜質且無晶格缺陷的純凈半導體 本征半導體特點：電子濃度=

3、空穴濃度 n0=p07雜質能級上的電子和空穴 施主能級上的電子濃度nD為 受主能級上的空穴濃度pA為0( )11exp()2DDDDDFNnN fEEEk T0( )11exp()4AAAAFANpN fEEEk T8 電離施主濃度 電離受主濃度012exp()DDDDDFNnNnEEk T014exp()AAAAFANpNpEEk T9 n型半導體的載流子濃度 在只含一種施主雜質的n型半導體中，由電中性條件可得 等式左邊為導帶中的電子濃度，右邊為價帶中的空穴濃度和電離施主濃度之和00Dnnp000exp()exp()12exp()cFFVDCvDFEEEENNNEEk Tk Tk T10物理意義物理意義 導帶中的所有量子態(tài)都集中在導帶底Ec，而它的狀態(tài)密度為Nc，則導帶中的電子濃度是Nc中有電子占據(jù)的量子態(tài)數(shù) 價帶中

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