半导体物理讲义_第1页
半导体物理讲义_第2页
半导体物理讲义_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

本文格式为Word版，下载可任意编辑——半导体物理讲义其次部分半导体中的电子和空穴

一、热平衡载流子的统计分布

为设计、分析半导体器件，有必要了解半导体单位体积内的载流子浓度(即载流子密度)，由前面陈述可知，本征半导体中电子和空穴的浓度大致相等。掺加施主杂质后，电子为多数载流子的n型半导体，其空穴浓度会怎么样?P型半导体的电子浓度、空穴浓度又如何?这里，我们以前面获取的知识为基础，以定量方式求出半导体的载流子浓度。

前面已讲过，价带、导带是电子的能级集合体。在各级能带中，电子依照某种分布概率配置在各能级上。那么，单位晶体中电子所能利用的能级数有几个，它们在能带中怎样分布呢?这就需要借助统计力学的一些结论来说明，以帮助我们进一步来理解半导体。

1、

电子的分布函数

固体中的电子具有下述特征：

1)根据泡利不相容原理．若占有同一个能级的电子数超过2个则不能有一致的能量值。2)不能相互区别。

受此制约，能量为E的电子态(能级)被1个电子占有的概率可由下式的费米-狄拉克分布函数(或者简称费米函数)结出：

这里，k为玻尔兹曼常数(k=1.38x10-23J／K＝8.62x10-5eV／K)，T是绝对温度[K]，EF

费米能级(费米能)。

可以看出，当能量E与费米能级EF相等时，分布函数为

即电子占有率为l／2的能级称为费米能级。

左图表示了T=0K和任意温度T1、T2(T2>T1)时费米

分布函数f(E)的状况。我们注意到f(E)在E=EF时是

对称的。T=0K时，若EEF,f(E)=0。这意味着比EF小的能级上全部被电子占据，比EF大的能级上全部空着(没有电子)。

图费米分布函数当温度上升，即T>0K时，电于占据比EF高的能级

的概率很小，比EF低的能级上电子不存在(能级空

着)的概率为1-f(E)。这意味着EF附近的电子获得热能后，占据了比EF更高的能级，而在原处留下了空位。

当能量E比EF大3KT或小3KT时，费米分布函数中的指数项分别大于20或小于0.05。此时，费米分布函数可近似简化为波耳兹曼统计分布函数：

?E?EF?E?EF?3kTf(E)?exp???kT??

?E?E?1?f(E)?exp??F?

?kT?E?EF??3kT因而上式是探讨半导体问题时常用的两个公式。进一步来理解电子、空穴的波耳兹曼分布函数：

在半导体中，最常遇到的状况是

人人文库> 全部分类> 教育资料 > 中学教育

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论