【正文】 (2)能帶有交迭 堿土金屬 Be， Mg， Ca， Sr， Ba等 堿金屬 Li， Na， K 等， 為什么是金屬導(dǎo)體？ 歸納： 每個(gè)原子的價(jià)電子是奇數(shù)：金屬導(dǎo)體 每個(gè)原子的價(jià)電子是偶數(shù)：能帶獨(dú)立－絕緣體 能帶交迭－導(dǎo)體 { 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) . ( )Ek一 函 數(shù)第四章 平衡狀態(tài)下的半導(dǎo)體 22220000()( ) ( )( ) ( ) [ ]2yyx x z zx y zkkk k k kE k E km m m? ? ????? ? ? ? 等能面是一系列環(huán)繞 的橢球面。 一 .熱平衡狀態(tài) 導(dǎo)帶電子來源： (1)本征激發(fā)的電子 (2)施主雜質(zhì)電離 價(jià)帶空穴來源： (1)本征激發(fā)后價(jià)帶形成的空穴 (2)受主雜質(zhì)電離 載流子的產(chǎn)生過程 { 熱平衡載流子的統(tǒng)計(jì)分布 熱平衡載流子－熱平衡狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴 載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 –平衡狀態(tài) 載流子的復(fù)合過程 對(duì)于自由電子 222kE m? ? ? ? ? ? ?3 / 2 1 / 223 22d G VZ E m EdE ???導(dǎo)帶底附近的狀態(tài)密度 ? ? ? ? ? ?3 / 2 1 / 2*23 22c n cd G VD E m E EdE ?? ? ?價(jià)帶頂附近的能量函數(shù) 22*2V pKEE m??22*() 2V pkE k E m??價(jià)帶頂附近的狀態(tài)密度 ? ? ? ? ? ? 2/1V2/3*p32v EEm22 VED ??? ?二 .狀態(tài)密度 導(dǎo)帶底附近的能量函數(shù) 22*() 2c nkE k Em??22*2c nkEE m??狀態(tài)密度 三 .載流子的統(tǒng)計(jì)分布 在熱平衡狀態(tài)下，能量為 E的量子態(tài)被電子占據(jù)的幾率 ? ? 1e xp( ) 1e FBfE EEKT? ??電子的費(fèi)米分布 FBE E k T? ??? ? e x p ( ) e x p ( )FBBBEE Ef E AK T K T?? ? ?電子的玻爾茲曼分布 ? ? 11e xp( ) 1e FBfE EEKT?? ??空穴的費(fèi)米分布 ? ?1 e x p ( ) e x p ( )FBBBEE Ef E BK T K T?? ? ?FBE E k T? ??空穴的玻爾茲曼分布 、輕摻雜半導(dǎo)體用玻爾茲曼分布函數(shù)描述 非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體 FBE E k T? ?? FBE E k T? ??滿足 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體 p型半導(dǎo)體 四 .熱平衡載流子濃度 0n 0 Nn V?考慮： （ 1）能帶中能級(jí)連續(xù)分布，用 ?（ 2）用導(dǎo)帶底附近的狀態(tài)密度 代替導(dǎo)帶的狀態(tài)密度 ()CDE（ 3）非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體服從玻爾茲曼分布 0 Nn V? 1 dNV? ? ? ? ? ?/1 CCEBcE f E D E dEV? ?? ? ? ?3 / 2 1 / 2*231 2 e x p ( )2CFnCE BEEV m E E d EV k T?? ?? ? ??* 3 / 20 22 ( ) e x p ( )2 n B C FBm k T E EnkT????* 3 / 222 ( )2 n