半導(dǎo)體器件物理第二章能帶和載流子-在線瀏覽
2025-03-02 12:26本頁(yè)面
【正文】 、 InP、 AlxGa1xAs、 Gaxln1xAsyP1y 3 167。 5 金剛石晶格結(jié)構(gòu)：復(fù)式晶格。 排列方式 以雙原子層 ABCABC Si Ge GaAs 5X1022 晶格常數(shù) a (197。雙原子復(fù)式格子 III－ V族化合物，每個(gè)原子被四個(gè)異族原子包圍。 閃鋅礦晶格結(jié)構(gòu) (Zincblende Structure), GaAs, InP 8 金剛石結(jié)構(gòu)和閃鋅礦結(jié)構(gòu)的區(qū)別 ?不同：前者由兩種相同的原子組成，后者由兩類不同的原子組成。 9 167。 共價(jià)鍵 ? 金剛石晶格結(jié)構(gòu)：共價(jià)鍵 ? 閃鋅礦晶格結(jié)構(gòu)：共價(jià)鍵 但存在微量離子鍵成分 ? 本征激發(fā)或熱激發(fā)： 電子與空穴 ? 見 Flash 12 167。稱為 電子的共有化運(yùn)動(dòng)。分裂的每一個(gè)能帶都稱為允帶，允帶之間因沒有能級(jí)稱為禁帶。 ? 導(dǎo)帶：電子被部分占據(jù)。 ? 禁帶：最低的空帶－導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的距離稱為禁帶寬度。 ? 硅、鍺也被稱為間接禁帶半導(dǎo)體，當(dāng)電子從價(jià)帶轉(zhuǎn)換到導(dǎo)帶時(shí)，需要?jiǎng)恿哭D(zhuǎn)換?？諑?，滿帶全滿。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。(Eg5eV) 22 對(duì)于金屬，被電子填充的最高能帶通常是半滿或部分填充的。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。 脫離共價(jià)鍵所需的最低能量是禁帶寬度 Eg。 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)相反過程之間建立起動(dòng)態(tài)平衡，稱為熱平衡狀態(tài)。 ?當(dāng)半導(dǎo)體中的雜質(zhì)遠(yuǎn)小于有熱激發(fā)產(chǎn)生的電子空時(shí)，此半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。 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。 29 導(dǎo)帶中的電子濃度和價(jià)帶中的空穴濃度 ?價(jià)帶中的空穴濃度公式： 3230* )2(2 h TkmN nc ??令 則 ???????? ???TkEENn FCc00 e xp?導(dǎo)帶中的電子濃度 3230* )2(2 h TkmN p?? ?令 則 ???????? ??FkEENp F00 e xp??30 載流子濃度乘積 公式：
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