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科学出版社　高等教育出版中心 科学出版社　高等教育出版中心 半导体器件原理简明教程 第1章 半导体物理基础 能带和半导体中的载流子 Herbert Kroemer’s Lemma If, in discussing a semiconductor problem, you cannot draw an Energy Band Diagram, this shows that you dont know what you are talking about. If you can draw one, but dont, then your audience wont know what you are talking about. 能带和半导体中的载流子 本节要点 固体能带结构 半导体中的载流子 载流子浓度 本征与非本征半导体 本征与非本征半导体的费米能级 平衡态的费米能级处处相等 能带和半导体中的载流子 两个氢原子靠近时n=1能态的分裂示意图 能带和半导体中的载流子 原子密度为n的晶体，单一价电子能级分裂为能带示意图 能带和半导体中的载流子 硅中电子能级随原子间距的变化 能带和半导体中的载流子 金属、半导体、绝缘体的简化能带图 能带和半导体中的载流子 硅、锗、砷化镓在k空间中沿[111]和[100]的能带图 能带和半导体中的载流子 本征半导体中的电子、空穴对（能带图表示） 能带和半导体中的载流子 本征半导体中的电子、空穴对（共价键表示） 能带和半导体中的载流子 半导体中的施主（能带图表示） 能带和半导体中的载流子 半导体中的施主（共价键表示） 能带和半导体中的载流子 半导体中的受主（能带图表示） 能带和半导体中的载流子 半导体中的受主（共价键表示） 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数与费米能级 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数与费米能级 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布的特点 费米能级EF 被电子占据的概率是 ?. 函数 fF(E) 与函数 1-fF(E)关于 EF 对称. 对于 E – EF kT的能态，电子占据能态的概率可用波尔兹曼分布来近似 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数的另一种画法 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数与本征半导体的能带图 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数与n型半导体的能带图 能带和半导体中的载流子 费米-狄拉克分布函数与p型半导体的能带图 能带和半导体中的载流子 费米能级与半导体的导电状态 能带和半导体中的载流子 载流子浓度的定量关系 能带和半导体中的载流子 本征载流子浓度 与温度的关系 能带和半导体中的载流子 杂质半导体中杂质电离与温度的关系 能带和半导体中的载流子 n型补偿型半导体能带图 能带和半导体中的载流子 补偿型半导体中的载流子 能带和半导体中的载流子 补偿型半导体中的载流子浓度方程 能带和半导体中的载流子 平衡态系统具有统一的费米能级 能带和半导体中的载流子 平衡态系统具有统一的费米能级 能带和半导体中的载流子 练习和思考 利用（1.17）和（1.18）式，导出（1.19）至（2.23）各式。 利用（1.17）和（1.18）式，导出当波尔茨曼近似条件 不满足时的载流子浓度表达式。 载流子的输运 载流子在固体中的热运动—宏观净输运为零 载流子的输运 载流子散射 载流子的输运 周期性势场的散射 ，用有效质量来表征 载流子的输运 载流子的主要散射机制 载流子的输运 载流子的漂移运动与迁移率 载流子的输运 迁移率与电场关系曲线 载流子的输运 漂移电流 载流子的输运 欧姆定律 载流子的输运 载流子的扩散与扩散电流密度 载流子的输运 含漂移和扩散电流分量时的电流密度 载流子的输运 漂移电流与扩散电流的方向 载流子的输运 非均匀杂质分布时的能带图 载流子的输运 非均匀杂质分布产生的电场 载流子的输运 平衡态载流子的热产生与复合 载流子的输运 光照产生非平衡载流子 载流子的输运 非平衡载流子的带间复合 载流子的输运 小结 载流子的输运 SRH间接复合模型 载流子的输运 SRH复合率公式 载流子的输运 最大复合率公式 载流子的输运 费米能级和准费米能级 载流子的输运 非平衡载流子和准费米能级实例 载流子的输运 费米能级与准费米能级 载流子的输运 非平衡载流子的分布 载流子的输运 连续性方程的建立 载流子的输运 连续性方程的建立 载流子的输运 连续性方程 载流子的输运 平衡载流子均匀分布时的连续性方程 载流子的输运 只有扩散运动时的连续性方程 载流子的输运 稳态连续性方程, 扩散长度 载流子的输运 例1 半导体中均匀产生的过剩载流子的衰减 载流子的输运 例2 载流子稳态注入，连续性方程的解 载