中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè)(已修改)
2025-02-21 01:54 本頁面
【正文】 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 167。 1 非平衡載流子的注入與復合 167。 2 準費米能級 167。 3 復合理論概要 167。 4 載流子的擴散和漂移 167。 5 連續(xù)性方程 3/5/2023 1 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) (1) 非平衡載流子 (2) 非平衡載流子的注入與復合 (3) 非平衡載流子的壽命 3/5/2023 2 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ★ 非平衡載流子 ? 熱平衡狀態(tài) : n0,p0 (載流子濃度的乘積僅是溫度的函數(shù) ) ? 非平衡載流子 (過剩載流子 ) – 比平衡狀態(tài)多出來的這部分載流子 : △ n,△ p n= n0+ △ n, p= p0 +△ p 2gEkTi c vnp n N N e???3/5/2023 3 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 圖 51 3/5/2023 4 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ★ 非平衡載流子的注入與復合 ? ① 引入非平衡載流子 (過剩載流子 )的過程非平衡載流子的 注入 (injection) ? 最常用的注入方式 :光注入 ,電注入 . 光注入 : △ n=△ p ? 通常討論 小注入 : △ n,△ p171。 (n0+p0 ) n型半導體 : △ n,△ p171。n0 p型半導體 : △ n,△ p171。p0 ? 并且 討論 小注入下的過剩少子 3/5/2023 5 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ? ② 非平衡載流子的 復合 : 當外界因素撤除 ,非平衡載流子逐漸消失 ,(電子 空穴復合 ),體系由非平衡態(tài)回到平衡態(tài) . ? 熱平衡是動態(tài)平衡 . ? 當存在外界因素 ,產(chǎn)生非平衡載流子 ,熱平衡被破壞 . ? 穩(wěn)態(tài) — 當外界因素保持恒定 ,非平衡載流子的數(shù)目宏觀上保持不變 . 3/5/2023 6 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 7 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ★ 非平衡載流子的壽命 ? 指數(shù)衰減律 : ① 壽命 τ — 非平衡子的平均存在時間 . ?復合幾率 P=1/τ — 一個非平衡子 ,在單位時間內(nèi)發(fā)生復合的次數(shù) . 0( ) ( )tp t p e ??? ? ?3/5/2023 8 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 9 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ② 復合率 Δ p/τ — 單位時間內(nèi)復合掉的非平衡子濃度 ?當有外界因素對應空穴產(chǎn)生率 Gp,則有 : ( ) ( ) ()d p t p t P p tdt ??? ? ? ? ? ?( ) ( )d p t p tGpdt ???3/5/2023 10 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) (1) 熱平衡電子系統(tǒng)的費米能級 (2) 準費米能級的引入 3/5/2023 11 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ★ 熱平衡電子系統(tǒng)的費米能級 ? 熱平衡電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費米能級 c F F iF v i FE E E Ek T k TciE E E Ek T k Tvin N e n ep N e n e??????????2 gEkTi c vnp n N N e???3/5/2023 12 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 圖 313 3/5/2023 13 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ★ 準費米能級的引入 ① 準平衡態(tài) :非平衡態(tài)體系中 ,通過載流子與晶格的相互作用 ,導帶電子子系和價帶空穴子系分別很快與晶格達到平衡 . 可以認為 :一個能帶內(nèi)實現(xiàn)熱平衡 . ?導帶和價帶之間并不平衡 (電子和空穴的數(shù)值均偏離平衡值 ) 3/5/2023 14 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 15 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) 3/5/2023 16 Semiconductor Physics 中國科學技術(shù)大學物理系微電子專業(yè) ② 準費米能級 EF , EF+— 用以替代 EF ,描述導帶電子子系和價帶空穴子系 c F F iF v i FE E E Ek T k TciE E E Ek T k Tvin N e n ep N e n e??????????????2 FFEEkTinp n e????3/5/2023 17 Semiconductor Physics 中國科
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