1、6求半導(dǎo)體中的兩種載流子濃度的方法半導(dǎo)體摻雜的影響本征和非本征半導(dǎo)體載流子濃度和能量、溫度的函數(shù)關(guān)系的統(tǒng)一定律兩種載流子濃度和摻雜的函數(shù)關(guān)系費(fèi)米能級位置和半導(dǎo)體材料中摻雜濃度的函數(shù)關(guān)系平衡半導(dǎo)體平衡狀態(tài)或熱平衡狀態(tài)，對外部影響(例如電壓、電場、磁場或在半導(dǎo)體中主要關(guān)注的發(fā)生和復(fù)合過程的動態(tài)平衡狀態(tài)不隨時間變化(動態(tài)平衡的結(jié)果)費(fèi)米能級是描述熱平衡狀態(tài)的重要的殘奧儀表平衡狀態(tài)研究非平衡狀態(tài)的出發(fā)點(diǎn)，6.1半導(dǎo)體中的載流子：可在半導(dǎo)體內(nèi)形成電流的電子或(空穴) 載流子取向運(yùn)動形成電流在本章中，僅在熱平衡狀態(tài)下的載流子濃度的導(dǎo)出和校正運(yùn)算中使用狀態(tài)密度和分布函數(shù)，對于傳導(dǎo)帶電子和價帶空穴的濃度n0和

2、p0方程式電子濃度，狀態(tài)密度和分布函數(shù)的定義的某能量值的電子濃度為：傳導(dǎo)帶整個區(qū)域的電子濃度為：根據(jù)其能量的狀態(tài)密度， 根據(jù)其能量的占有概率，具有空穴濃度的能量值的空穴濃度為：傳導(dǎo)帶整個區(qū)域的空穴濃度為：根據(jù)其能量的狀態(tài)密度，對于狀態(tài)密度函數(shù)、玻爾茲曼近似、費(fèi)米分布函數(shù)、本征半導(dǎo)體，費(fèi)米能級在禁帶中心(附近)的費(fèi)米能級的位置是電子和空穴濃度的對于普通半導(dǎo)體(Si )，禁帶寬的一半遠(yuǎn)大于kT(21kT )，因此傳導(dǎo)帶電子和價帶空穴的分布可以用玻爾茲曼近似替換，為了便于校正計算，變量替換：積分項(xiàng)被稱為伽馬函數(shù)，并且因此：其中支持Nc 空穴濃度： Nv是價帶的有效態(tài)密度，有效態(tài)密度和有效質(zhì)量在某一溫

3、度下，特定半導(dǎo)體的有效態(tài)密度與常數(shù)平衡半導(dǎo)體的載流子濃度和費(fèi)米能級EF的位置密切相關(guān)，對應(yīng)于指數(shù)項(xiàng)的分子總是負(fù)的，指數(shù)項(xiàng)小于1，載流子濃度小于狀態(tài)密度的事實(shí)，常溫(300K ) 的修正算法過程中近似假說的合理性玻爾茲曼近似的合理性： EF一般位于禁帶中，在導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)木嚯x較遠(yuǎn)的狀態(tài)密度的導(dǎo)出過程中我們使用的E-k關(guān)系(拋物線近似)實(shí)際上只在能量帶極值附近成立，將積分范圍從導(dǎo)帶頂Ec (價帶底Ev )開始這是因?yàn)椋瑐鲗?dǎo)帶(價帶)中的電子(空穴)大致集中在傳導(dǎo)帶底(價帶頂)附近，影響n0和p0的因子mn*和mp*的影響材料的影響溫度的影響NC、NV T f(EC )、f(f )即EFEv、EFEv、po EF越低，電子(no和po與摻雜有關(guān)，取決于摻雜的類型和數(shù)量。 溫度恒定時，n0、p0的積與EF無關(guān)，這表明傳導(dǎo)帶電子濃度和價帶空穴濃度相互約束是動態(tài)熱平衡的反映