半导体物理课件 载流子统计分布.ppt

3.5 一般情况下（即杂质补偿情况）的载流子统计分布 在此以仅含一种施主杂质和一种受主杂质的情况讨论：电中性条件变为： 代入定义式 （3-83） 基本无法解出解析解，实际采用： 1、电子计算机技术计算EF ； 2、图解法：在一定温度下，把（3-83）等号左边部分及等号右边部分分别作出关于EF的曲线，由这两条曲线的交点确定该温度下的EF。 3、在一定条件下取近似求解。 事实上第三章前面的两节（本征及只含一种杂质）都属于（3-83）的特例。 现在讨论杂质的补偿情况，考虑NDNA的情况： 1、温度很低时，ND电离很弱，本征激发可忽略，施主杂质优先补偿受主，EA完全被电子占满。电中性条件里p0=0、pA=0。电中性条件为： 将nD代入，等式两边乘以 其解为： 即施主杂质未完全电离的载流子浓度普遍公式！ 再进一步作如下讨论：A.温度极低时，NC’很小，而NA很大， NC’NA,n02可忽略，则得到： 代入（3-19），有 B.在低温下， 1）若ND-NA2NA,EFED2）T趋于0K，EF趋于ED 有， 与只含ND的（3-46）形式相同，进一步解出 （3-89） 与（3-44）形式相同。上式表明，1）当ND2NC时，EF在EC和ED中线下；2）当ND2NC时，EF在EC和ED中线上，如果达到EF-EC0，半导体简并 2.饱和电离区：发生杂质的补偿 n0=ND-NA （3-90） 3.过渡区 电中性条件：n0+NA=p0+ND （3-92） 载流子还满足：n0p0=ni2 解出： 4.少子浓度公式 5.对NA-ND0情况类似，可以得到公式（3-96）~（3-104），见书本