半導體物理基礎第一章(存儲版)
【正文】 192 11512構成半導體中的基本控制方程。 ? 電導率，是遷移率的函數(shù)。當這些運動同時發(fā)生時，采用連續(xù)性方程來描述載流子的運動。 00 ?? dxddxd pn ?? ，78 ? 帶間復合 ：失去能量的導電電子直接 “ 跳入 ”價帶的空穴，導致一對載流子消失，稱為帶間復合，也稱為 直接復合 。 ?74 ? 在非熱平衡狀態(tài)，費米能級不再有意義，電子和空穴的濃度需要用電子和空穴的準費米能級表示，分別為 和 。撤銷外力作用時占主導。 ? 產(chǎn)生的非平衡載流子濃度分別表示為 ? 并且 ? 非平衡多子或過量多子；非平衡少子或過量少子 2innp ?0nnn ??? 0ppp ???pn ???68 ? 小注入：如果所產(chǎn)生的過剩載流子濃度與熱平衡多數(shù)載流子濃度相比是很小的（ ）則多子濃度基本不變，而少子濃度等于注入的過剩載流子濃度，稱為小注入。 ? 空穴擴散電流密度為 ? 電子擴散電流密度為 dxdpdxdndxdpqDP?dxdnqDn60 、電流密度和電流方程 ? 載流子的運動是擴散和漂移運動的總和。 t21??55 漂移運動 遷移率和電導率 ? 電子和空穴的 遷移率 分別寫為： ? 因此遷移率與電子自由運動時間和有效質(zhì)量有關。 ? 漂移 ：由于電場作用，產(chǎn)生載流子沿電場方向的運動，稱為漂移。隨著摻雜濃度提高，費米能級接近價帶頂；隨著溫度升高，費米能級遠離價帶頂。 ? ?11 l n ( 1 6 8 )22 Vi c VcNE E E K TN? ? ? ?38 ? 本征載流子濃度 ni和 pi： ? 稱為 質(zhì)量作用定律 。 )e xp()(KTEEEf F???)e xp()(1KTEEEf F???33 能帶中電子和空穴的濃度 ? 導帶電子濃度 ? 其中 稱為 導帶有效狀態(tài)密度 ?????? ???KTEENn FCC e xp? ?32322hKTmN dnc??34 ? 價帶空穴濃度 ? 其中 ? 稱為 價帶有效狀態(tài)密度 e x p FVV EEpNKT?????????? ?32322hKTmN dpV??35 ? 導帶電子濃度和價帶空穴濃度之積 ? 式中 Eg為禁帶寬度。 27 ? 研究載流子分布的兩個問題：狀態(tài)密度和載流子占據(jù)這些狀態(tài)的概率。 ? 摻入受主雜質(zhì)的半導體為 P（ Positive）型半導體。施主雜質(zhì)的濃度記為 ND。 17 ? 硅的四面體結構，每個小棒代表了一個共價鍵。 ? 半導體的電導率受溫度影響很大。 ? 半導體的禁帶較窄，在一定溫度下，電子容易從滿帶激發(fā)到空點，形成不滿帶，從而導電。 ? 在 “ 實際硅晶體原子間距 ” 位置，共分裂為兩個能帶， 較低的能帶被價電子填滿，較高的能帶是空的 。 3 能帶 ? 右圖為硅晶體的原子間相互作用示意圖 si si si si si si si si si 4 能帶 ? 二、能帶結構與原子間距的關系 ? 隨著原子間距的縮小，能帶結構發(fā)生的變化依次為各能級分立、出現(xiàn)能級分裂、合并為一個能帶、再次出現(xiàn)能級分裂等過程。 10 ? 絕緣體的禁帶很寬，即使溫度升高，電子也很難從滿帶激發(fā)到空帶，因此很難導電。 13 ? 半導體的導電過程：電子受到外界條件激發(fā)（如溫度），獲得能量，到達導帶，從而形成不滿帶。 ? 在禁帶中引入相應的雜質(zhì)能級和缺陷能級。 ? 摻入施主雜質(zhì)的半導體為 N（ Negative）型半導體。 23 ? Acceptor，摻入半導體的雜質(zhì)原子向半導體中提供導電的空穴，并成為帶負電的離子。 ? 此時半導體的類型由濃度較大的雜質(zhì)決定。 ? EF為費米能級：被電子占據(jù)的概率為 1/2 ? 是反應電子在各個能級中分布情況的參數(shù)；費米能級高，說明電子占據(jù)高能級的概率大；費米能及是電子填充能級水平高低的標志 31 載流子的統(tǒng)計分布 ? 費米能級隨溫度以及雜質(zhì)的種類和多少的變化而變化；熱平衡系統(tǒng)的費米能及恒定 ? 相應的，能量為 E的量子態(tài)未被電子占據(jù)，既被空穴占據(jù)的概率為 1)e x p (1)(1????KTEEEfF32 ? 對于 EEF》 KT的能級， ? 對于 EEF《 KT的能級， ? 稱為經(jīng)典的 玻爾茲曼分布 。 ? 得到本征費米能級，近似為禁帶中央能量，稱為 Ei。 dCCF NNKTEE ln??ln dFiiNE E KTn??或43 ? P型半導體 ? 在雜質(zhì)飽和電離的溫度范圍內(nèi)有： ? 導帶電子濃度為： ? 費米能級為 aNp ?aiiNnpnn 22 ??a
試題試卷相關推薦
鄂ICP備17016276號-1