1.遷移率參考答案：

單位電場作用下，載流子獲得的平均定向運(yùn)動(dòng)速度，反映了載流子在電場作用下的輸運(yùn)能力，是半導(dǎo)體物理中重要的概念和參數(shù)之一。遷移率的表達(dá)式為：可見，有效質(zhì)量和弛豫時(shí)間（散射）是影響遷移率的因素。影響遷移率的主要因素有能帶結(jié)構(gòu)（載流子有效質(zhì)量）、溫度和各種散射機(jī)構(gòu)。2.過剩載流子參考答案：

在非平衡狀態(tài)下，載流子的分布函數(shù)和濃度將與熱平衡時(shí)的情形不同。非平衡狀態(tài)下的載流子稱為非平衡載流子。將非平衡載流子濃度超過熱平衡時(shí)濃度的部分，稱為過剩載流子。非平衡過剩載流子濃度：，且滿足電中性條件：?？梢援a(chǎn)生過剩載流子的外界影響包括光照（光注入）、外加電壓（電注入）等。

對(duì)于注入情形，通過光照或外加電壓（如碰撞電離）產(chǎn)生過剩載流子：，對(duì)于抽取情形，通過外加電壓使得載流子濃度減?。?。3.n型半導(dǎo)體、p型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體：也稱為電子型半導(dǎo)體.N型半導(dǎo)體即自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體.在純凈的硅晶體中摻入五價(jià)元素（如磷）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半導(dǎo)體.在N型半導(dǎo)體中,自由電子為多子,空穴為少子,主要靠自由電子導(dǎo)電.自由電子主要由雜質(zhì)原子提供,空穴由熱激發(fā)形成.摻入的雜質(zhì)越多,多子（自由電子）的濃度就越高,導(dǎo)電性能就越強(qiáng).

P型半導(dǎo)體：也稱為空穴型半導(dǎo)體.P型半導(dǎo)體即空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體.在純凈的硅晶體中摻入三價(jià)元素（如硼）,使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P型半導(dǎo)體.在P型半導(dǎo)體中,空穴為多子,自由電子為少子,主要靠空穴導(dǎo)電.空穴主要由雜質(zhì)原子提供,自由電子由熱激發(fā)形成.摻入的雜質(zhì)越多,多子（空穴）的濃度就越高,導(dǎo)電性能就越強(qiáng).4.能帶當(dāng)N個(gè)原子處于孤立狀態(tài)時(shí)，相距較遠(yuǎn)時(shí)，它們的能級(jí)是簡并的，當(dāng)N個(gè)原子相接近形成晶體時(shí)發(fā)生原子軌道的交疊并產(chǎn)生能級(jí)分裂現(xiàn)象。當(dāng)N很大時(shí)，分裂能級(jí)可看作是準(zhǔn)連續(xù)的，形成能帶。5.能帶理論這是討論晶體（包括金屬、絕緣體和半導(dǎo)體的晶體）中電子的狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)的一種重要的近似理論。它把晶體中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)看成是獨(dú)立的在一個(gè)等效勢場中的運(yùn)動(dòng)，即是單電子近似的理論；對(duì)于晶體中的價(jià)電子而言，等效勢場包括原子實(shí)的勢場、其他價(jià)電子的平均勢場和考慮電子波函數(shù)反對(duì)稱而帶來的交換作用，是一種晶體周期性的勢場。能帶理論就是認(rèn)為晶體中的電子是在整個(gè)晶體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的共有化電子，并且共有化電子是在晶體周期性的勢場中運(yùn)動(dòng)；結(jié)果得到：共有化電子的本征態(tài)波函數(shù)是Bloch函數(shù)形式，能量是由準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)構(gòu)成的許多能帶。6.有效質(zhì)量7.回旋共振8.空穴空穴是未被電子占據(jù)的空量子態(tài)，代表價(jià)帶頂附近的電子激發(fā)到導(dǎo)帶后留下的價(jià)帶空狀態(tài)，是一種為討論方便而假設(shè)的粒子。9.深能級(jí)半導(dǎo)體中的深能級(jí)雜質(zhì)原子對(duì)其價(jià)電子的束縛比較緊，則其產(chǎn)生的能級(jí)在半導(dǎo)體能帶中位于禁帶較深處（即比較靠近禁帶中央），故稱為深能級(jí)雜質(zhì)。雜質(zhì)電離能大，施主能級(jí)遠(yuǎn)離導(dǎo)帶底，受主能級(jí)遠(yuǎn)離價(jià)帶頂。深能級(jí)雜質(zhì)有三個(gè)基本特點(diǎn)：是不容易電離，對(duì)載流子濃度影響不大。是一般會(huì)產(chǎn)生多重能級(jí)，甚至既產(chǎn)生施主能級(jí)也產(chǎn)生受主能級(jí)。是能起到復(fù)合中心作用，使少數(shù)載流子壽命降低是深能級(jí)雜質(zhì)電離后變?yōu)閹щ娭行模瑢?duì)載流子起散射作用，使載流子遷移率減小，導(dǎo)電性能下降。10.激子在半導(dǎo)體中，如果一個(gè)電子從滿的價(jià)帶激發(fā)到空的導(dǎo)帶上去，則在價(jià)帶內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)空穴，而在導(dǎo)帶內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)電子，從而形成一個(gè)電子-空穴對(duì)。空穴帶正電，電子帶負(fù)電，它們之間的庫侖吸引互作用在一定的條件下會(huì)使它們?cè)诳臻g上束縛在一起，這樣形成的復(fù)合體稱為激子。11.有效能態(tài)密度對(duì)導(dǎo)帶中不同能級(jí)上所有的電子，看作是處于導(dǎo)帶底Ec，密度為Nc的能級(jí)上。這里的Nc就是電子有效能態(tài)密度，對(duì)于價(jià)帶中的空穴同理。12.費(fèi)米能級(jí)費(fèi)米能級(jí)標(biāo)志電子填充能級(jí)的水平。費(fèi)米能級(jí)位于禁帶之中（即位于價(jià)帶之上，導(dǎo)帶之下），費(fèi)米能級(jí)是量子態(tài)是否被電子占據(jù)的分界線。在熱力學(xué)溫度0K時(shí)，能量高于費(fèi)米能級(jí)的量子態(tài)基本是空的，能量低于費(fèi)米能級(jí)的量子態(tài)基本上全部被電子所占據(jù)。對(duì)于N型半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)在禁帶中央以上；摻雜濃度越大，費(fèi)米能級(jí)離禁帶中央越遠(yuǎn)，越靠近導(dǎo)帶底部對(duì)于P型半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)在禁帶中央以下；摻雜濃度越大，費(fèi)米能級(jí)離禁帶中央越遠(yuǎn)，越靠近價(jià)帶頂部

13.費(fèi)米分布費(fèi)米分布：表示能量為E的能級(jí)被電子占據(jù)的幾率，而表示能級(jí)被空穴占據(jù)的幾率。14.聲學(xué)波、光學(xué)波聲學(xué)波：基元的整體運(yùn)動(dòng)。光學(xué)波：非共價(jià)鍵性化合物基元中原子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。聲學(xué)波：頻率較低，接近聲波頻率。光學(xué)波：1頻率較高，與紅外光頻率相近。2有偶極矩，可與光波相互作用。15.散射機(jī)制（1）載流子散射的原因：只要是破壞晶格周期性勢場，（即能夠產(chǎn)生附加勢場的因素），就都是散射載流子的根源。（2）散射分為：晶格振動(dòng)散射，雜質(zhì)電離散射，還有等能谷散射，中性雜質(zhì)散射，位錯(cuò)散射等。（3）雜質(zhì)電離散射半導(dǎo)體電離的施主或受主雜質(zhì)是帶電的離子，在他們周圍有庫倫勢場，當(dāng)載流子從離子周圍通過時(shí)，由于庫倫勢場的作用，載流子會(huì)被散射。電離雜質(zhì)散射(是電離雜質(zhì)濃度)，隨著溫度升高，散射幾率變小。（4）使用條件：低溫時(shí)比較重要（5）晶格振動(dòng)散射橫聲學(xué)波和橫光學(xué)波不起作用。只有長波起作用長聲學(xué)縱波：因?yàn)榭v長聲學(xué)波會(huì)使晶體產(chǎn)生體變——原子分布發(fā)生疏密變化，則將導(dǎo)致禁帶寬度隨之發(fā)生變化，即能帶極值在晶體中出現(xiàn)波動(dòng)，從而使得載流子的勢能發(fā)生了改變，即產(chǎn)生了周期性勢場之外的附加勢場——稱為形變勢，所以就將散射載流子。長光學(xué)縱波：對(duì)于極性晶體（如砷化鎵）中的載流子，縱長光學(xué)波散射作用較大，因?yàn)檫@種格波在晶體中會(huì)產(chǎn)生局部的極化電場——附加勢場。使用條件：高溫時(shí)比較重要16.間接復(fù)合電子和空穴通過禁帶中的能級(jí)（復(fù)合中心）復(fù)合。復(fù)合中心指的是晶體中的一些雜質(zhì)或缺陷，他們?cè)诮麕е幸腚x導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂都比較遠(yuǎn)的局域化能級(jí)，即復(fù)合中心能級(jí)。在間接復(fù)合過程中，電子躍遷到負(fù)荷中心能級(jí)。然后再躍遷到價(jià)帶的空狀態(tài)，使電子和空穴成對(duì)消失。換一種說法是復(fù)合中心從導(dǎo)帶俘獲一個(gè)電子，再從價(jià)帶俘獲一個(gè)空穴，完成電子與空穴的復(fù)合。17．愛因斯坦關(guān)系18.連續(xù)性方程19.擴(kuò)散長度公式：空穴的擴(kuò)散長度含義：是空穴在一邊擴(kuò)散一邊復(fù)合過程中其濃度減少到時(shí)所擴(kuò)散的距離。它標(biāo)志著非平衡載流子深入樣品的平均距離。擴(kuò)散長度與非平衡少子的擴(kuò)散系數(shù)和壽命有關(guān)系。20.熱載流子在強(qiáng)電場作用下，半導(dǎo)體中載流子的平均動(dòng)能顯著超過熱平衡載流子的平均動(dòng)能。這種被顯著加熱了的載流子稱為熱載流子。有關(guān)現(xiàn)象通常稱熱電子現(xiàn)象。所謂熱載流子，是指比零電場下的載流子具有更高平均動(dòng)能的載流子。零電場下，載流子通過吸收和發(fā)射聲子與晶格交換能量，并與之處于熱平衡狀態(tài)，其溫度與晶格溫度相等。在有電場的作用存在時(shí)，載流子可以從電場直接獲取能量，而晶格卻不能。晶格只能借助載流子從電場間接獲取能量，就從電場獲取并積累能量又將能量傳遞給晶格的穩(wěn)定之后，載流子的平均動(dòng)能將高于晶格的平均動(dòng)能，自然也高于其本身在零電場下的動(dòng)能，成為熱載流子。對(duì)于MOS器件，由于溝道存在熱載流子，將引起陷阱(氧化層陷阱、界面陷阱)產(chǎn)生，導(dǎo)致器件特性的退化。表現(xiàn)為漏電流減少，跨導(dǎo)減小，及閾值電壓漂移等。21.耗盡近似在空間電荷中，與電離雜質(zhì)濃度相比，自由載流子濃度可以忽略，這稱為耗盡近似。22.載流子壽命是指非平衡載流子中非平衡電子衰減到原來數(shù)值的1/e所需的時(shí)間。

載流子的壽命與復(fù)合率有關(guān)，復(fù)合率越大，壽命越短。23.擴(kuò)散系數(shù)定義在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的載流子數(shù)目為擴(kuò)散流密度S.

則其中D就是擴(kuò)散系數(shù)，N是載流子密度。

擴(kuò)散系數(shù)與半導(dǎo)體中的密度差異有關(guān)。24.陷阱效應(yīng)雜質(zhì)能級(jí)積累非平衡載流子的作用就稱為陷阱效應(yīng)。陷阱效應(yīng)是指非平衡載流子落入位于禁帶中的雜質(zhì)或缺陷能級(jí)Et中，使在Et上的電子或空穴的填充情況比熱平衡時(shí)有較大的變化，從引起Δn≠Δp，（如何沒有陷阱存在時(shí)，雜質(zhì)半導(dǎo)體中產(chǎn)生非平衡載流子的Δn=Δp，如果存在陷阱，一部分非平衡載流子就會(huì)落入陷阱之中，僅僅是落入位于禁帶中的雜質(zhì)或缺陷能級(jí)Et中，并沒有復(fù)合，從而使得Δn≠Δp）這種效應(yīng)對(duì)瞬態(tài)過程的影響很重要?！鹃g接復(fù)合效應(yīng)是指非平衡載流子通過位于禁帶中特別是位于禁帶中央的雜質(zhì)或缺陷能級(jí)Et而逐漸消失的效應(yīng)，Et的存在可能大大促進(jìn)載流子的復(fù)合；此外，最有效的復(fù)合中心在禁帶中央，而最有效的陷阱能級(jí)在費(fèi)米能級(jí)附近。一般來說，所有的雜質(zhì)或缺陷能級(jí)都有某種程度的陷阱效應(yīng)，而且陷阱效應(yīng)是否成立還與一定的外界條件有關(guān)?！?5.平均自由程與擴(kuò)散長度有何不同？平均自由時(shí)間與非平衡載流子的壽命又有何不同？平均自由程是在連續(xù)兩次散射之間載流子自由運(yùn)動(dòng)的平均路程。而擴(kuò)散長度則是非平衡載流子深入樣品的平均距離。它們的不同之處在于平均自由程由散射決定，而擴(kuò)散長度由擴(kuò)散系數(shù)和材料的壽命來決定。平均自由時(shí)間是載流子連續(xù)兩次散射平均所需的自由時(shí)間，非平衡載流子的壽命是指非平衡載流子的平均生存時(shí)間。前者與散射有關(guān)，散射越弱，平均自由時(shí)間越長；后者由復(fù)合幾率決定，它與復(fù)合幾率成反比關(guān)系。26.雜質(zhì)的擴(kuò)散有哪兩種類型間隙式擴(kuò)散和替位式擴(kuò)散【Na、K、Fe、Cu、Au在半導(dǎo)體中為間隙式雜質(zhì)，擴(kuò)散系數(shù)要比替位式雜質(zhì)大6～7個(gè)數(shù)量級(jí)，摻入它們會(huì)污染器件，導(dǎo)致器件無法使用。】27.雪崩擊穿、齊納擊穿以及，摻雜濃度和禁帶寬度對(duì)他們的影響齊納擊穿：在高摻雜的情況下，因耗盡層寬度很小，不大的反向電壓就可在耗盡層形成很強(qiáng)的電場，而直接破壞共價(jià)鍵，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。也稱為隧道擊穿。齊納擊穿是暫時(shí)性的，可以恢復(fù)。齊納擊穿一般發(fā)生在低反壓、高摻雜的情況下。雪崩擊穿：材料摻雜濃度較低的PN結(jié)中，當(dāng)PN結(jié)反向電壓增加時(shí)，空間電荷區(qū)中的電場隨著增強(qiáng)。這樣通過空間電荷區(qū)的電子和空穴，就會(huì)在電場作用下，使獲得的能量增大。在晶體中運(yùn)行的電子和空穴將不斷的與晶體原子發(fā)生碰撞，通過這樣的碰撞可使束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子碰撞出來，產(chǎn)生自由電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的載流子在電場作用下撞出其他價(jià)電子，又產(chǎn)生新的自由電子和空穴對(duì)。如此連鎖反應(yīng)，使得阻擋層中的載流子的數(shù)量雪崩式地增加，流過PN結(jié)的電流就急劇增大擊穿PN結(jié)，這種碰撞電離導(dǎo)致?lián)舸┓Q為雪崩擊穿，也稱為電子雪崩現(xiàn)象。雪崩擊穿有正溫度系數(shù)。而齊納擊穿有負(fù)溫度系數(shù)?？梢岳眠@一點(diǎn)減小溫漂。28.說明肖特基二極管與PN結(jié)二極管電流輸運(yùn)機(jī)制的不同點(diǎn)；這種輸運(yùn)機(jī)制的不同，對(duì)器件性能有何影響。肖特基二極管和PN結(jié)二極管具有類似的電流—電壓關(guān)系，即它們都具有單向?qū)щ娦裕坏罢哂志哂袇^(qū)別于后者的一下顯著特點(diǎn)：首先，就載流子的運(yùn)動(dòng)形式而言，PN結(jié)正向?qū)〞r(shí)，由n區(qū)注入p區(qū)的電子或由p區(qū)注入n區(qū)的空穴，都是少數(shù)載流子，它們先形成一定的積累，然后靠擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成電流。這樣引起電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，嚴(yán)重影響pn結(jié)的高頻性能。而肖特基二極管的正向電流，主要是由半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子進(jìn)入金屬形成的。它是多數(shù)載流子器件，不存在電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。因此，肖特基二極管比pn結(jié)二極管有更好的高頻特性。其次，對(duì)于同樣的使用電流，肖特基二極管比pn結(jié)二極管具有更低的正向?qū)妷海话銥?.3V左右。正因?yàn)橛幸陨咸攸c(diǎn)，肖特基二極管在高速集成電路、微波技術(shù)等多領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用。29．歐姆接觸歐姆接觸指的是它不產(chǎn)生明顯的附加阻抗，而且不會(huì)使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變。是金屬-半導(dǎo)體接觸的非整流接觸，具有線性和對(duì)稱的電流-電壓關(guān)系，無整流特性；電阻很低，壓降很小，且在結(jié)兩邊都能形成電流，不會(huì)使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的變化。欲形成好的歐姆接觸，有二個(gè)先決條件：（1）金屬與半導(dǎo)體間有低的勢壘高度(BarrierHeight)（2）半導(dǎo)體有高濃度的雜質(zhì)摻入(N≧10EXP12cm-3)1.半導(dǎo)體表面薄層形成高摻雜，使半導(dǎo)體與金屬接觸時(shí)形成很薄的表面耗盡層以至發(fā)生隧道效應(yīng)，具有較小的接觸電阻；2.半導(dǎo)體表面做粗糙，形成大量的復(fù)合中心，使表面耗盡區(qū)的復(fù)合成為控制電流的主要機(jī)構(gòu)，降低接觸電阻；3.選擇使用低勢壘歐姆接觸。30.熱電子發(fā)射效應(yīng)熱電子發(fā)射效應(yīng)：載流子具有足夠的熱能時(shí)，電荷流過勢壘的過程。對(duì)Ge、Si、GaAs等有較高載流子遷移率的半導(dǎo)體，它們的肖特基勢壘電流輸運(yùn)機(jī)構(gòu)主要是多數(shù)載流子的熱發(fā)射。特基二極管的正向電流，主要是由半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子進(jìn)入金屬形成的。這種電流的載流子靠的就是熱電子發(fā)射。31.鏡像力降低效應(yīng)又稱肖特基效應(yīng)，金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí)由于功函數(shù)的不同，在系統(tǒng)達(dá)到熱平衡之后，在半導(dǎo)體表面區(qū)域產(chǎn)生凈電荷。這種凈電荷會(huì)在金屬感應(yīng)形成鏡像電荷，二者形成鏡像力，這種鏡像力作用引起肖特基勢壘降低的現(xiàn)象。32.表面態(tài)半導(dǎo)體表面由于體內(nèi)周期場的終止形成不飽和鍵以及不可避免的沾污，在表面處引起局域化的電子狀態(tài)。表面態(tài)可以是施主型，也可以是受主型。理想表面是指表面層中原子排列的對(duì)稱性與體內(nèi)原子完全相同，且表面上不附著任何原子或分子的半無限晶體表面(即晶體的自由表面)。當(dāng)一塊半導(dǎo)體突然被中止時(shí)，表面理想的周期性晶格發(fā)生中斷，從而導(dǎo)致禁帶中出現(xiàn)電子態(tài)（能級(jí)），該電子態(tài)稱為表面態(tài)(Tammstate)33.親和勢真空能級(jí)與導(dǎo)帶底能量差，即。導(dǎo)帶底電子逸出體外所需要的最小能量。34.表面勢金屬與半導(dǎo)體接觸，由于其功函數(shù)的不同，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生接觸電勢差。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體緊密接觸（間距減小到原子間距）時(shí)，整個(gè)接觸電勢差全部降落在半導(dǎo)體表面，形成表面空間電荷區(qū)，使能帶發(fā)生彎曲，引起半導(dǎo)體表面和內(nèi)部之間存在電勢差，即表面勢。35.肖特基勢壘（高度）金屬-半導(dǎo)體結(jié)中從金屬到半導(dǎo)體的勢壘。36.高表面態(tài)密度釘扎若n型半導(dǎo)體表面存在受主型表面態(tài)，它們將從半導(dǎo)體體內(nèi)奪取電子而帶負(fù)電，使半導(dǎo)體表面形成正的空間電荷區(qū)即電子勢壘。當(dāng)半導(dǎo)體表面態(tài)密度很大時(shí)，表面勢的變化引起表面態(tài)上的電子數(shù)目的變化比勢壘區(qū)中電子數(shù)目的變化大很多倍，屏蔽了與金屬接觸的影響，使半導(dǎo)體內(nèi)的勢壘高度與金屬功函數(shù)幾乎無關(guān)，完全由表面態(tài)為電中性時(shí)的費(fèi)米能級(jí)位置決定，這時(shí)的勢壘高度被稱為高表面態(tài)密度釘扎。37.簡并半導(dǎo)體簡并半導(dǎo)體（degeneratesemiconductor）是雜質(zhì)半導(dǎo)體的一種，它具有較高的摻雜濃度，因而它表現(xiàn)得更接近金屬。導(dǎo)帶中量子態(tài)被電子占據(jù)(或價(jià)帶中量子態(tài)被空穴占據(jù))的概率比較大，必須考慮泡利不相容原理的限制。這時(shí)玻耳茲曼分布函數(shù)不再適用，而必須應(yīng)用費(fèi)米分布函數(shù)來分析能帶中的載流子統(tǒng)計(jì)分布問題。這種情況稱為載流子簡并化，發(fā)生載流子簡并化的半導(dǎo)體稱為簡并半導(dǎo)體。載流子濃度很高溫度較低有效質(zhì)量m*較小。Ec-Ef<=0簡并0<Ec-Ef<=2.3KT弱簡并Ec-Ef>2.3KT非簡并38.半導(dǎo)體激光器工作原理39.電導(dǎo)-霍爾效應(yīng)聯(lián)合測量法利用霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率的聯(lián)合測量，可以用來確定半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型和

載流子濃度。通過測量霍爾系數(shù)與電導(dǎo)率隨溫度的變化，可以確定半導(dǎo)體的禁帶寬度、雜質(zhì)電離能及遷移率的溫度系數(shù)等基本參數(shù)?；魻栃?yīng)是一種電流磁效應(yīng)（如圖1）。當(dāng)半導(dǎo)體樣品通以電流Is，并加一垂直于電流的磁場B，則在樣品兩側(cè)產(chǎn)生一橫向電勢差UH，這種現(xiàn)象稱為“霍爾效應(yīng)”，UH稱為霍爾電壓，（1）則：（2）RH叫做霍爾系數(shù)，d為樣品厚度。對(duì)于P型半導(dǎo)體樣品，（3）式中q為空穴電荷電量，p為半導(dǎo)體載流子空穴濃度。對(duì)于n型半導(dǎo)體樣品，（4）式中為n電子電荷電量。對(duì)于電子、空穴混合導(dǎo)電的情況，在計(jì)算RH時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮兩種載流子在磁場偏轉(zhuǎn)下偏轉(zhuǎn)的效果。對(duì)于球形等能面的半導(dǎo)體材料，可以證明：（7）式中，μp、μn分別為電子和空穴的遷移率，A為霍爾因子，A的大小與散射機(jī)理及能帶結(jié)構(gòu)有關(guān)。 從霍爾系數(shù)的表達(dá)式可以看出：由RH的符號(hào)可以判斷載流子的型，正為P型，負(fù)為N型。由RH的大小可確定載流子濃度，還可以結(jié)合測得的電導(dǎo)率算出如下的霍爾遷移率μHμH=|RH|σ （8）對(duì)于P型半導(dǎo)體μH=μP，對(duì)于N型半導(dǎo)體μH=μN(yùn) 霍爾系數(shù)RH可以在實(shí)驗(yàn)中測量出來，表達(dá)式為（9）式中UH、Is、d，B分別為霍爾電勢、樣品電流、樣品厚度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。單位分別為伏特（V）、安培（A），米（m）和特斯拉（T）。但為與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，一般所取單位為UH伏（V）、Is毫安（mA）、d厘米（cm）、B高斯（Gs）、則霍爾系數(shù)RH的單位為厘米3/庫侖（cm3/C）。 但實(shí)際測量時(shí)，往往伴隨著各種熱磁效應(yīng)所產(chǎn)生的電位疊加在測量值UH上，引起測量誤差。為了消除熱磁效應(yīng)帶來的測量誤差，可采用改變流過樣品的電流方向及磁場方向予以消除。 2．霍爾系數(shù)與溫度的關(guān)系 RH與載流子濃度之間有反比關(guān)系，當(dāng)溫度不變時(shí)，載流子濃度不變，RH不變，而當(dāng)溫度改變時(shí)，載流子濃度發(fā)生，RH也隨之變化。 實(shí)驗(yàn)可得|RH|隨溫度T變化的曲線。 3．半導(dǎo)體電導(dǎo)率 在半導(dǎo)體中若有兩種載流子同時(shí)存在，其電導(dǎo)率σ為σ=qpuP+qnun （10）實(shí)驗(yàn)中電導(dǎo)率σ可由下式計(jì)算出σ=I/ρ=Il/Uσad （11）式中為ρ電阻率，I為流過樣品的電流，Uσ、l分別為兩測量點(diǎn)間的電壓降和長度，a為樣品寬度，d為樣品厚度。40.霍爾效應(yīng)載流子在磁場中受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電子或空穴在極板上聚集，從而在兩極板之間出現(xiàn)電勢差的效應(yīng)叫做霍爾效應(yīng)。41.電子親和能電子親和能是指真空的自由電子能級(jí)與導(dǎo)帶底能級(jí)之間的能量差，也就是把導(dǎo)帶底的電子拿出到真空去而變成自由電子所需要的能量。電子親和能有如下特點(diǎn)：（1）大多數(shù)元素原子的第一電子親和能是負(fù)值，少數(shù)是正值。這一點(diǎn)與電離能不同。（2）第一親和能值較小，與電離能相比，元素的第一電子親和能的絕對(duì)值要小得多。（3）第二電子親和能是正值。這是因?yàn)槭挂粋€(gè)負(fù)一價(jià)的離子再結(jié)合一個(gè)電子必須克服負(fù)離子與電子間的靜電排斥力，克服排斥力需要吸收能量。42.硅的導(dǎo)帶特點(diǎn)硅的導(dǎo)帶極小值發(fā)生在<100>軸0.8Kx處，有6個(gè)彼此對(duì)稱的能谷，等能面是旋轉(zhuǎn)橢球面，旋轉(zhuǎn)軸是<100>軸，可以表示成42.鍺的導(dǎo)帶特點(diǎn)鍺的導(dǎo)帶極小值發(fā)生在<111>方向的布里淵區(qū)邊界上，有4個(gè)彼此對(duì)稱的能谷，等能面是旋轉(zhuǎn)橢球面，旋轉(zhuǎn)軸是<111>軸，43.砷化鎵的導(dǎo)帶特點(diǎn)簡明教程P4244.影響平帶電壓VFB的因素。45.隧道二極管46.為什么雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器比同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器有低得多的閾值電流密度異質(zhì)結(jié)就是由帶隙及折射率都不同的兩種半導(dǎo)體材料構(gòu)成的PN結(jié)。同質(zhì)結(jié)就是同一種半導(dǎo)體形成的結(jié)。雙異質(zhì)結(jié)是利用不同折射率的材料對(duì)光波進(jìn)行限制，利用不同帶隙的材料對(duì)載流子進(jìn)行限制。拿P-P-N型雙異質(zhì)結(jié)激光器來說，注入到“結(jié)”界面處的載流子受到異質(zhì)結(jié)的阻擋，形成很好的側(cè)向限制，產(chǎn)生所謂的超注入現(xiàn)象。這就像是十字路口堵車一樣，這些載流子擠在一塊，導(dǎo)致密度顯著增加，只要加很小的泵浦電壓即可以實(shí)現(xiàn)粒子束反轉(zhuǎn)。而同質(zhì)結(jié)激光器則沒有這種情況，它的能帶圖不像雙異質(zhì)結(jié)的那樣在“結(jié)”處有褶