半導(dǎo)體器件物理第二章能帶和載流子-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 子從價(jià)帶轉(zhuǎn)換到導(dǎo)帶時(shí)，需要?jiǎng)恿哭D(zhuǎn)換。除非電場(chǎng)很強(qiáng)，上面許可帶中沒有電子，因此在電場(chǎng)下沒有電流。在某一方向上周期場(chǎng)產(chǎn)生的禁帶被另一個(gè)方向上許可的能帶覆蓋，晶體的禁帶消失。 本征載流子濃度 ? 熱平衡狀態(tài) ? 本征激發(fā)與本征半導(dǎo)體 ? 費(fèi)米分布函數(shù)與玻爾慈曼分布函數(shù) ? 本征載流子濃度 25 熱平衡狀態(tài) ? 概念： 在一定的溫度下，電子從低能量的量子態(tài)躍遷到高能量的量子態(tài)及電子從高能量的量子態(tài)躍遷到低能量的量子態(tài)這兩個(gè)相反過(guò)程之間建立起動(dòng)態(tài)平衡，稱為熱平衡狀態(tài)。 f(E) = 1 1+exp EEF ( k0 T ) ?適用：在 EEFk0T處，量子態(tài)為電子占據(jù)的幾率很小時(shí) fB(E)=A e E k0T A=e EF k0T 其中 28 ?非簡(jiǎn)并性系統(tǒng)：服從玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)律的電子系統(tǒng) ?簡(jiǎn)并性系統(tǒng)：服從費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律的電子系統(tǒng) ?費(fèi)米能級(jí)是量子態(tài)基本上被電子占據(jù)或基本上是空的一個(gè)標(biāo)志 ?費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律與玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)律的主要區(qū)別在于：前者受到 泡利不相容原理的限制。 適用：熱平衡狀態(tài)下的非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體 ???????????????????TkETmmmpn gpn032320**3100 e x 31 ?本征載流子濃度： 式中， Eg=EcEv ? ? ???????? ????TkENNpnn gCi02100 2e xp?本征費(fèi)米能級(jí) Ei ????????????VCVCFi NNkTEEEE ln2232 表 3 300K下鍺、硅、砷化鎵的本征載流子濃度 各項(xiàng)參數(shù) Eg(ev) mn*(mdn) mp*(mdp) Nc(cm3) Nv(cm3) ni(cm3) 計(jì)算值 ni(cm3) 測(cè)量值 Ge Si GaAs 7x1018 33 167。要求替位式雜質(zhì)的大小與被取代的晶格原子的大小相近。 38 雜質(zhì)電離 (Impurity Ionization) ? 雜質(zhì)電離 ：電子脫離雜質(zhì)原子的束縛成為導(dǎo)電電子的過(guò)程 ? 雜質(zhì)電離能 ：使這個(gè)多余的價(jià)電子掙脫束縛成為導(dǎo)電電子所需要的能量。 ED 施主能級(jí) ED位于離導(dǎo)帶很近的禁帶中。 依靠導(dǎo)帶電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為 n型半導(dǎo)體。 B形成負(fù)電中心。 （也可看成是空穴得到能量后，躍遷到價(jià)帶） EA P型半導(dǎo)體：依靠空穴導(dǎo)電 空穴能量 ?受主能級(jí) ：被受主雜質(zhì)所束縛的空穴的能量狀態(tài)；位于離價(jià)帶頂很近的禁帶中。 47 作業(yè) 1 ？ ？ ？ 48 作業(yè) 2 1 P45 7 2 P46 14 49 作業(yè) 3 ？ 、本征半導(dǎo)體？ 、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶圖？ ？ 5. P46 15 . 1
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