【正文】 穴是少子 空穴是多子，電子是少子 ？ 何時(shí)不成立 受外界因素如光、電的作用， 電子和空穴成對產(chǎn)生—— 過剩載流子 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 電子的平衡統(tǒng)計(jì)規(guī)律 費(fèi)米能級 EF：反映了電子的填充水平某一個(gè)能級被電子占據(jù)的幾率為： E=EF時(shí)，能級被占據(jù)的幾率為 1/2 kTEE FeEf /)(11)(???本征費(fèi)米能級位于禁帶中央 Ec Ev Ei 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 費(fèi)米能級在能帶中的位置 隨施主雜質(zhì)濃度增加費(fèi)米能級向?qū)Э拷娮訑?shù)增加 N型 隨受主雜質(zhì)濃度增加費(fèi)米能級向價(jià)帶靠近空穴數(shù)增加 P型 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 小結(jié) 能帶與能級（導(dǎo)帶、禁帶、價(jià)帶、雜質(zhì)能級） 熱平衡狀態(tài) 多子與少子 電中性方程 費(fèi)米分布函數(shù) 費(fèi)米能級 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 歐姆定律的微分表達(dá)形式： J=σ E 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 遷移率與漂移運(yùn)動 EqnqnvJ dD e ift ???漂移電流 遷移率 ? 反映了載流子在電場作用下的輸運(yùn)能力 pn qpqn ??? ?? 1？ E 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 影響遷移率的因素 有效質(zhì)量 平均弛豫時(shí)間（散射 〕 體現(xiàn)在：溫度和摻雜濃度 半導(dǎo)體中載流子的散射機(jī)制： 晶格散射（ 熱 運(yùn) 動 引起） 電離雜質(zhì)散射 ?? mq??第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 擴(kuò)散運(yùn)動與愛因斯坦關(guān)系式 濃度梯度（化學(xué)勢） 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 非平衡載流子 （過剩載流子） (extra or excess carrier) ?光注入 ?電注入 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 熱平衡狀態(tài)與非平衡狀態(tài)之間的關(guān)系 熱平衡狀態(tài) 非平衡狀態(tài) 熱平衡狀態(tài) 外界作用，產(chǎn)生過剩載流子 外界作用撤除，過剩載流子復(fù)合 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 小結(jié) 歐姆定律微分表達(dá)式 遷移率 電阻率 擴(kuò)散運(yùn)動 \漂移運(yùn)動 \產(chǎn)生與復(fù)合 愛因斯坦關(guān)系式 非平衡載流子（過剩載流子） 散射 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 作業(yè) ? 本征半導(dǎo)體、 N型半導(dǎo)體、 P型半導(dǎo)體 ? 載流子、電子、空穴、熱平衡載流子、非平衡載流子 ? 能帶、導(dǎo)帶、價(jià)帶、禁帶 ? 摻雜、施主、受主 ? 漂移、擴(kuò)散、產(chǎn)生、復(fù)合 ? 預(yù)習(xí) PN結(jié)部分 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 PN結(jié)基本知識 據(jù)統(tǒng)計(jì)： 半導(dǎo)體器件主要有 67種，另外還有 110個(gè)相關(guān)的變種，所有這些器件都由少數(shù)基本模塊構(gòu)成： PN結(jié) 基本知識： PN結(jié)的形成、突變結(jié)與緩變結(jié)、 PN結(jié)單向?qū)щ娦? 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 平衡 PN結(jié) N P 中和 空間電荷區(qū) 高阻區(qū)，缺少載流子 自建場和自建勢 E 擴(kuò)散電流 漂移電流 動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)寬度一定，內(nèi)部電場也一定 XN XP 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 平衡 PN結(jié)的能帶圖 自建勢 qVbi 回憶在熱平衡下，系統(tǒng)的費(fèi)米能級相同 費(fèi)米能級拉平 特別注意平衡能帶圖的形成 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的正向特性 正向偏置時(shí)，擴(kuò)散大于漂移 正向電流 ???????? ?? 1kTqVejN區(qū) P區(qū) 空穴： 電子： P區(qū) N區(qū) 擴(kuò)散 擴(kuò)散 漂移 漂移 N P 擴(kuò)散電流為主 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管 正向 PN結(jié)電流的傳輸與轉(zhuǎn)換 PN結(jié)的正向特性 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場效應(yīng)晶體管