导带中电子的浓度.pptVIP

07_03_半导体中电子的费密统计分布 —— 半导体电子论 07_03 半导体中电子的费密统计分布 1 半导体载流子 半导体中的电子服从费密 —— 狄拉克统计 —— 金属中电子填充空带的部分形成导带 相应电子的费密能级位于一个导带中 —— 掺杂不太多的半导体 热平衡下施主电子激发到导带中, 价带中有少量空穴 —— 半导体中电子的费密能级位于带隙之中 且有 电子在导带各能级分布的几率 费密能级位于带隙之中 —— 导带中的电子接近 经典玻耳兹曼分布 —— 导带中每个能级上电 子的平均占据数很小 满带中空穴占据的几率 —— 能级不被电子占据的几率 应用 —— 空穴占据状态的E越低(电子 的能量)，空穴的能量越高，空穴 平均占据数越小(电子占据数越大) —— 半导体中的导带能级和满带能级远离费密能量 —— 导带接近于空的，满带接近于充满 2 费密能级和载流子浓度 导带底附近的能量 满带顶附近的能量 自由电子能态密度 —— 导带中电子的浓度 令 —— 有效能级密度 导带电子浓度 —— 单位体积中导电电子数就是如同导带底 处的 个 能级所应含有的电子数 空穴浓度 —— 温度不变，导带中电子越多，空穴越少，反之亦然 3 杂质激发 如果N型半导体主要含有一种施主，施主的能级 __ ED 施主的浓度 __ ND —— 足够低的温度下 载流子主要是从施主能级激发到导带的电子 导带中电子数是空的施主能级数 —— 两式消去 EF 因为 —— 导带底与施主能级差 施主的电离能 导带中电子的数目 温度很低 —— 很少的施主被电离 温度足够高 —— 施主几乎全被电离，导带中的电子数接近于施主数 P 型半导体 受主的能级位置 __ EA 受主浓度 __ NA —— 低温度下, 载流子是从受主能级激发到满带的空穴 满带中空穴的浓度 —— 受主的电离能 在足够低的温度下 —— 只有很少的受主被电离 4 本征激发 —— 足够高的温度下，满带到导带的电子激发 —— 每产生一个电子同时产生一个空穴 —— 带隙宽度 因为 —— 本征激发随温度变化更为陡峭 —— 测量分析载流子随温度的变化，可以确定带隙宽度