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杂质半导体的载流子浓度2024/5/182杂质半导体的载流子浓度可以证明见补充材料：电子占据杂质能级的几率(1)电子占据施主能级的几率讨论：1°当ED>>EF时，fD(E)→0

2°当ED<<EF时，fD(E)→13°当ED=EF时，fD(E)=2/3(2)空穴占据受主能级的几率E-EFED-EF2024/5/183杂质半导体的载流子浓度电子占据杂质能级的几率*杂质能级最多只能容纳某个自旋相反的电子gD和gA分别是施主和受主的基态简并度2024/5/184杂质半导体的载流子浓度请分别说明施主和受主杂质能级位于费米能级之上、之下和等于费米能级时的杂质电离情况施主：杂质能级位于费米能级之上全电离杂质能级位于费米能级之下几乎不电离杂质能级等于费米能级1/3电离受主：杂质能级位于费米能级之上几乎不电离杂质能级位于费米能级之下全电离杂质能级等于费米能级1/3电离2024/5/185杂质半导体的载流子浓度几个概念施主能级上的电子浓度nD电离的施主浓度nD+（未电离的施主浓度）受主能级上的空穴浓度pA电离的受主浓度pA-（未电离的受主浓度）2024/5/186杂质半导体的载流子浓度单一杂质半导体中的载流子浓度以n型半导体为例电中性条件和EF假设只含一种杂质，杂质浓度为ND，施主能级为ED。在热平衡条件下，半导体是电中性的：导带电子浓度价带空穴浓度电离施主浓度总的负电荷浓度总的正电荷浓度只要T确定，EF就能确定，n0、p0随即确定2024/5/187杂质半导体的载流子浓度分不同温区进行讨论(1)低温弱电离区≈02024/5/188杂质半导体的载流子浓度(2)中等电离区=χ22024/5/189杂质半导体的载流子浓度讨论：→0时，低温弱电离区>>1时，强电离区(3)强电离区电中性方程χχ2024/5/1810杂质半导体的载流子浓度注意a低温弱电离区强电离区EF在ED上EF在ED下当EF=ED，1/3的杂质电离2024/5/1811杂质半导体的载流子浓度注意b弱电离与强电离的区分决定因素杂质电离能杂质浓度温度一般认为：室温下杂质全部电离2024/5/1812杂质半导体的载流子浓度(4)过渡区（强电离区→本征激发区）此时需要考虑本

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