【正文】
d a dd a inn N p N n N Nnn N N n n? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?在非簡并條件下 關(guān)系仍然成立 200 in p n?dn ap求解該方程,得到: ? ? 2 20 22da daiNN NNnn? ???? ? ?????根式取正號,因為要求零摻雜時為本征載流子濃度 摻雜水平相等時,完全補償,類本征半導體 摻雜濃度大于 ni時,雜質(zhì)電子濃度才起主要作用 – 同理利用 可推導出空穴濃度為: 200inpn?? ? ? ?e ff d a a dN N N N N? ? ?或例 ,在非簡并條件下,多數(shù)載流子濃度近似等于摻雜濃度(非補償) 例 ,在摻雜濃度和本征載流子濃度相差不大時,須考慮本征載流子濃度的影響 例 ,對于非簡并完全電離的補償半導體,多子濃度等于有效摻雜濃度。這節(jié)我們要具體推導摻雜半導體的載流子濃度和摻雜的關(guān)系。 其中: ? 簡并與非簡并半導體 – 在 n0、 p0的推導過程中,使用了玻爾茲曼假設(shè),該假設(shè)只能處理非簡并系統(tǒng)。費米能級偏離禁帶中心位置。 Nd為施主雜質(zhì)的濃度, nd為占據(jù)施主能級的電子濃度,Ed為施主雜質(zhì)能級, Nd+為離化的施主雜質(zhì)濃度。 有效摻雜濃度 少數(shù)載流子濃度應(yīng)當根據(jù) 推導 200 in p n?? ? 2 20 22ad adiNN NNpn? ???? ? ?????不同摻雜水平下半導體中多子與少子的數(shù)量差別 雜質(zhì)原子不僅僅增加了多數(shù)載流子濃度,而且還減少了少數(shù)載流子濃度 ? 高溫下的載流子濃度 – 由于本征載流子濃度 ni是溫度的強函數(shù),因而隨著溫度的增加, ni迅速增大而使得本征激發(fā)載流子濃度超過雜質(zhì)載流子濃度,這將導致半導體的摻雜效應(yīng)弱化或消失 。定性的給出了雜質(zhì)在不同溫度下的電離情況,并且定性的知道了載流子濃度和摻雜水平的相關(guān)性。 ?小于用玻爾茲曼近似計算值 ?典型的簡并半導體電子濃度 費米 —— 狄拉克積分 與此類似,熱平衡狀態(tài)下的空穴濃度也可以表示為: 可見,當 η ’F0時,實際上也就意味著費米能級已經(jīng)進入到價帶中。 – 摻入施主雜質(zhì),雜質(zhì)電離形成導帶電子和正電