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半导体物理学总复习课 知识点 基本概念 闪锌矿结构 金刚石结构 有效质量 迁移率 施主能级 费米面 布里渊区 点缺陷 状态密度 直接复合 受主能级 空穴 费米分布 载流子的漂移 本征载流子 爱因斯坦关系 陷阱效应 回旋共振 热载流子 基本原理与公式 1 33 2 2 2 3 有效质量 施主电离能 受主电离能 费米分布 玻尔兹曼分布 5 这时费米分布函数转化为玻耳兹曼分布函数 此时 费米分布函数近似为 量子态密度 状态密度g E 所以 导带底附近的状态密度为 状态密度随电子的能量呈抛物线关系 价带顶附近的状态密度可表为 平衡时导带电子浓度 NC为导带的有效状态密度 Nc正比于T3 2 是温度的函数 平衡时价带空穴浓度 NV为价带的有效状态密度 为空穴占据能量为EV的量子态的几率 载流子浓度的乘积 式中禁带宽度Eg也随温度发生变化 故载流子浓度的乘积是温度的函数 本征载流子浓度及费米能级 本征半导体特征 Eg随温度变化 故本征载流子浓度也随温度变化 平衡时杂质半导体的载流子浓度 单掺杂n型半导体单掺杂p型半导体一般情况下 既掺施主杂质 又掺受主杂质 平衡时制约载流子浓度的因素 掺杂类型与温度 低温弱电离区中间电离区强电离区过渡区高温本征激发区 掺杂分类 温区分类 杂质电离度随温度变化的关系 n型 电子占据施主能级的概率fD E 未电离的施主浓度 已电离的施主浓度 各温区电离情况及载流子组分变化 1 低温弱电离区 未完全电离区 4 过渡温度区 完全电离区 开始有少量本征激发 3 强电离区 完全电离区 2 中间电离区 未完全电离区 5 高温本征激发区 各温区费米能级位置 1 低温弱电离区 未完全电离区 4 过渡温度区 完全电离区 开始有少量本征激发 3 强电离区 完全电离区 2 中间电离区 未完全电离区 5 高温本征激发区 单掺杂n型半导体在不同温度下的载流子浓度 重点在强电离区与过渡区 强电离区 过渡区 先求多子 电子 浓度 再求少子浓度 先求多子 电子 浓度 得 再求少子浓度 单掺杂p型半导体在不同温度下的载流子浓度 重点在强电离区与过渡区 强电离区 过渡区 先求多子 空穴 浓度 再求少子浓度 先求多子 空穴 浓度 得 再求少子浓度 杂质的补偿作用 ND NA 强电离区 过渡区 先求多子 电子 浓度 再求少子浓度 先求多子 电子 浓度 得 再求少子浓度 杂质的补偿作用 NA ND 强电离区 过渡区 先求多子 空穴 浓度 再求少子浓度 先求多子 空穴 浓度 得 再求少子浓度 半导体的电导率 半导体的电导率 对于n型半导体 n p 对于p型半导体 p n 对于本征半导体 n p ni 电导率的改变因素 图4 16AB段 BC段 C段 非平衡载流子的光注入 平衡时 光注入后从非平衡到平衡的过程 非平衡载流子的寿命 复合过程引起非平衡载流子的减少 随时间做指数衰减 非平衡载流子的复合率 单位时间单位体积内复合消失的电子 空穴对
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