高二物理競(jìng)賽雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度課件

討論：雜質(zhì)能級(jí)與費(fèi)米能級(jí)的相對(duì)位置明顯反映了電子和空穴占據(jù)雜質(zhì)能級(jí)的情況。當(dāng)說(shuō)明了什么？當(dāng)重合時(shí)，，即施主雜質(zhì)有1/3電離，還有2/3沒有電離。同理，當(dāng)EF遠(yuǎn)在EA之上時(shí)，受主雜質(zhì)幾乎全部電離；當(dāng)EF遠(yuǎn)在EA之下時(shí)，受主雜質(zhì)基本上沒有電離；當(dāng)EF等于EA時(shí)，受主雜質(zhì)有1/5電離，4/5沒有電離。(思考題)1、雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度n型半導(dǎo)體的載流子濃度（只含一種施主雜質(zhì)的n型半導(dǎo)體）電中性條件：

求出EF(關(guān)鍵所在)方法：利用電中性條件→確定該狀態(tài)的費(fèi)米能級(jí)→T、EF確定后，計(jì)算幾種典型情形考慮存在單一雜質(zhì)能級(jí)的情形電中性條件：溫度和摻雜濃度既決定了雜質(zhì)能級(jí)的電離程度，又決定了載流子的來(lái)源是本征激發(fā)還是雜質(zhì)能級(jí)激發(fā)。費(fèi)米能級(jí)隨之變化。弱電離情形中等電離情形強(qiáng)電離情形過渡區(qū)高溫本征激發(fā)區(qū)以N型摻雜為例，P型同理(1)低溫弱電離區(qū)（遠(yuǎn)比ND為?。┡c溫度、雜質(zhì)濃度、雜質(zhì)種類有關(guān)大部分施主雜質(zhì)能級(jí)仍為電子所占據(jù)，少量施主電離（弱電離）價(jià)帶中只靠本征激發(fā)躍遷至導(dǎo)電的電子數(shù)很少取對(duì)數(shù)簡(jiǎn)化導(dǎo)帶中的電子全部由電離施主雜質(zhì)提供討論

低溫弱電離區(qū)EF與T關(guān)系可以了解變化情況T→0k時(shí)，Nc→0，dEF/dT→+，上升快T↑，Nc↑dEF/dT↓T↑↑T↑↑↑，dEF/dT<0，開始下降

雜質(zhì)含量越高，EF達(dá)到極值的溫度也越高①②為直線，直線斜率為

可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定n0~T關(guān)系，確定雜質(zhì)電離能，從而得到雜質(zhì)能級(jí)的位置。與溫度的關(guān)系是什么！??！取對(duì)數(shù)簡(jiǎn)化(2)中間電離區(qū)T↑2Nc>NDEF下降至以下當(dāng)溫度升高到EF=ED時(shí)，

施主雜質(zhì)有1/3電離

當(dāng)溫度升高至大部分雜質(zhì)都電離時(shí)稱為強(qiáng)電離。(3)強(qiáng)電離區(qū)此時(shí)，電中性條件：強(qiáng)電離區(qū)飽和區(qū)：載流子濃度與溫度無(wú)關(guān)，特點(diǎn)：1.雜質(zhì)全部電離2.本征激發(fā)不可忽略電中性條件：同時(shí)存在本征激發(fā)和雜質(zhì)電離的情形要會(huì)分析（費(fèi)米能級(jí)，載流子濃度）(4)過渡區(qū)n和p的變換本征半導(dǎo)體時(shí)，

普遍適用