半導體物理基礎第一章-預覽頁
【正文】 隔的有效電子狀態(tài)的平均數(shù)目。說明每個電子態(tài)被電子占據(jù)的概率隨能量 E變化 1)e x p (1)(???KTEEEf F30 ? K為波爾茲曼常數(shù)， T為絕對溫度。與溫度有關，可以把它寫成經驗關系式 ? 其中 為禁帶寬度溫度系數(shù)， Eg0為 0K時的 Eg值。 ? 本征激發(fā) ：溫度升高時，價電子沖破共價鍵束縛到達導帶。在非本征半導體情況下同樣適用。 dNn ?diiNnnnp22??42 ? N型半導體：導帶電子為多子，價帶空穴為少子。 ? 溫度對費米能級的影響：隨著溫度的升高，載流子的分布越來越接近于本征激發(fā)的情況，使得費米能級越來越接近本征費米能級。此時所有本征情況下的公式都適用。漂移是規(guī)則的，是引起電荷運動的原因。 ? 由于各個方向運動的載流子都存在，它們對電流的貢獻彼此抵消，因此在半導體中并沒有電流的流動。 ? 遷移率的物理意義 ：在單位電場強度的電場作用下，載流子所獲得的漂移速度的絕對值。 ? 擴散流密度：由擴散運動引起的單位時間垂直通過單位面積的載流子數(shù)。 ? 電流密度分別為（稱為 載流子運輸方程 ） dxdnqDnEqJnnn ?? ?dxdpqDpEqJ ppp ?? ?61 ? 半導體中的靜電場和勢 ? 電場與靜電勢的關系： ? 電勢與電子勢能的關系： dxd?? ???qE ??62 ? 費米勢：當電子占據(jù)費米能級時所具有的電勢 ? 于是有（ 以靜電勢表示的載流子濃度 ） ? VT稱為半導體的熱電勢 qE F???? ? TVi enn?? ?? ? ? TVi enp ?? ??63 ? 在熱平衡狀態(tài)下， 費米勢 為常數(shù)，通常作為零電勢基準，則有 ? 以靜電勢表示的載流子濃度 TVi enn?? TVi enp???64 ? 愛因斯坦關系 ? 根據(jù)熱平衡時半導體中的總電流為 0，得到愛因斯坦關系式 ? 反映了擴散系數(shù)和遷移率的關系。 ? 非平衡：在外力作用下，產生了載流子在能帶間的躍遷。 ? 對 N型半導體： 0nn ???pnppppppnnnnnn??????????????????)()(0000069 ? 大注入 ：如果所產生的過剩載流子濃度與熱平衡多數(shù)載流子濃度相比擬，稱為大注入。 ? 載流子的 產生率 ：單位時間單位體積內產生的電子空穴對數(shù)。 71 ? 在單位時間內，由于多子與少子的復合而引起的非平衡載流子濃度的減少與非平衡載流子的濃度成比例，引入比例系數(shù) 。 ??tepp ????073 ? 越大，非平衡載流子衰減的越慢。 ? ? Tn ViiFni enKTEEnn ?? ???????? ?? e xp? ? Tp ViFpii enKTEEnp ?? ?????????? ?? e xpFnE FpE75 ? 和 分別為相應的準費米勢 。 ? ?dxdxdxdqnAIJ nnnnnn???? ?????? ? dxdxdxdqpAIJ pppppp ???? ?????? ? nn qnx ?? ? ? ? pp qpx ?? ?77 ? 從修正歐姆定律可以看出，費米能級恒定（即 ）是電流為零的條件。 ? 復合中心 ：晶體中的一些雜質和缺陷，它們在禁帶中引入離導帶底和價帶頂都比較遠的局域化能級，即復合中心能級。 ? 產生率與 n和 p無關，等于熱平衡時的產生率。 ? 得到的電子和空穴的恒定電場連續(xù)性運輸方程分別為 （其中各項分別代表擴散、漂移和產生、復合） 84 ? 泊松方程（電勢與電荷密度、載流子濃度的關系。 86 本章小結 ? 三、載流子統(tǒng)計分布 ? 費米函數(shù)、費米能級 ? 公式 1711和 1712 ? 質量作用定律，只用于本征半導體（ 1727） ? 用費米能級表示的載流子濃度：公式 1728和1729 ? 雜質飽和電離 ? 雜質半導體費米能級的位置：公式 1732和 1733。 ? 載流子運輸方程： 1924～ 1927 ? 費米勢 88 本章小結 ? 以靜電勢表示的載流子濃度 110 1107或 110 1010 ? 五、非平衡載流子 ? 概念：平衡與非平衡；過剩載流子 ? 大注入和小注入 ? 產生率、復合率、凈復合率 ? 非平衡載流子的壽命 89 本章小結 ? 準費米能級 112 1122 ? 修正后的空穴和電子電流方程 1121126 ? 電子和空穴的等效電導率 ? 直接復合、間接復合 ? 非平衡少子壽命與本征半導體的關系 ? 基本控制方程： 1155， 115 192 192 11512
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