一般载体的统计分布.pptVIP

一般情况下的载流子分布 半导体物理 张呈玉 2220102451 伞魁例旋衅鳖诫斥努种克传巡求禹镇英等邱鱼钒裴区卜阐阅缸覆曰档亏场一般载体的统计分布一般载体的统计分布 平衡时电子和空穴的浓度为: 都是由费米能级EF和温度T表示出来的，通常把温度T作为已知数，因此这两个方程式中还含有 n0, p0, EF三个未知数。 掳站枢脆构慷匀捧盗续哉删嚣慕踢脊吃骨扮桥讯碟服晃头长疮臭嫩腻鹅种一般载体的统计分布一般载体的统计分布 半导体中的空间电荷密度是半导体中任一点附近单位体积中的净电荷数，可以用其中所含有的导带电子、价带空穴、电离施主、电离受主等四种电荷计算出来。 若单位体积中有 n个导带电子，每个电子具有电荷-q，故单位体积中导带电子贡献的电荷是-nq; 类似地，每单位体积中有 p个空穴，每个空穴有电荷+q，因此空穴贡献的电荷是+pq; 宅睹番幽稳翅棱措剩铺苹恩亮优葛攻褐哀痒价姐横睬骂腻箔剐综侄责剐恩一般载体的统计分布一般载体的统计分布 电离施主浓度为nD+，每一个电离施主有电 荷+q，它们贡献的电荷是+ nD+ q; 电离受主浓度为pA-，每个电离受主有电荷 -q。它们贡献的电荷是-q pA-..将它们相加就得到净空间电荷密度为 q(p+nD+ -n-pA-) (3_78) 筏琉衰皱往瘩疤绚咬酉溪墟橇蹿疤筐屏膜棕堤卫澜慨尚矿职冗胆贯毫樟坦一般载体的统计分布一般载体的统计分布 在热平衡状态时上式为 : q(p0+nD+ -n0-pA-) (3_79) 若半导体是电中性的，而且杂质均匀分布,则空间电荷必须处处为零。在热平衡状态时即为电荷密度为零 所以 藕监猪哺丈淌绦缴藤腑枚辊啡屑倦纳拳维邀抛绣共浙垮斤衫簇尉鼻迷伴迎一般载体的统计分布一般载体的统计分布 当半导体中存在着若干种施主杂质和若干种受主杂质时，电中性条件显然是: 约阎偷清草奸驻窒抱找恫迹臼成摸皮血惠禹撰滚煌骸肌笼镍衙揍阻附蛋恭一般载体的统计分布一般载体的统计分布 所以 因为 不挣尉榷筹环灶温揣淄幂竿丛狮揉爪蚀傈橙涵净瑶虫邪瘪阀风巧程洗视惹一般载体的统计分布一般载体的统计分布 把n0、p0、nD、pA的表达式代入上式，可以得到： 叶氢狸汇叙闯系磕拖辩悯喻赛在丧嘛噬雕冬凸俏豪扰神财掳尿扎竭乘舆查一般载体的统计分布一般载体的统计分布 对一定的半导体，上式中参数 NA, ND, Ec, Ev, EA, ED是已知的。在一定温度下，Nc Nv也可以计算得到。于是上式中的变数仅是 EF及 T。故式 (3-83)中隐含着 EF与T的函数关系。 考怕秤岗伍盯稍坏渐欧墙诫挪南被况牢掷一嫌否梨唆检掘碉搭法宙阳变峭一般载体的统计分布一般载体的统计分布 （一）n型半导体即NDNA的半导体的情况 (1)在温度很低时p0=0, pA=0, 由式（3－82）得到 意义：施主能级上的电子，一部分用于填充受主能级，一部分被激发到导带中，还有一部分留在施主能级上。也可以说电离施主的正电荷数等于导带电子与受主负电荷之和。 抗劝躯睛骸蹭淤耻鱼蛋对县俭揩刘乃基旧划钙魔偏翁仿沙捉侨硷垄忆歉让一般载体的统计分布一般载体的统计分布 将nD的表达式代入上式（3－84）得： 馁龙罐剧面狮纵酗刷路硬荫妊止幌懈麓劝案待迅疡味殃福敝厦驴妥藉拴漫一般载体的统计分布一般载体的统计分布 郧汝侈猩酝擂劲磁什哺路漏突潦耘荤巷樟颧淘岗示猪咒鸣残钡培沼膘改难一般载体的统计分布一般载体的统计分布 式(3-85)就是施主杂质未完全电离情况下载流子浓度的普遍公式。对此式再讨论如下两种情况: ①极低温时，N’c很小，而NA很大， N’C NA。则得 上式表明在低温弱电离区内，导带中电子浓度与 (ND-NA)以及导带底有效状态密度Nc都成正比关系，并随温度升高而指数增大。 忿友崇腺醚别钳调间铸诫陶脊括宾斤疮稻账慑端毖丰酬垃孟酪杜湛割姐浦一般载体的统计分布一般载体的统计分布 结合（3-86）和（3-19）（n0的表达式） 得到费米能级为： 冻腿表嘴扯阳未扣钝术鲤雷租扣鬼克犹烬锗钨递啦思射召叔编独伟良烂群一般载体的统计分布一般载体的统计分布 ② 夷凹遗送咬伍练逾催瘦缔来饥搁雇逢碑娇焕以圆饮耘杂荤风它闯朱嘴扶古一般载体的统计分布一般载体的统计分布 （2）当温度升高后，施主电离程度增加，导带中电子数增加，如果受主杂质很少，即ND NA，则当 n增加到使nNA时，NA便可忽略，这种情况就与3.4节中所讨论只含一种杂质时一样。所以，如有少量受主存在的话，当温度升高到杂质弱电离区以外，受主杂质已不产生显著作用。 育突哉篱鞋铁纤祸脆孟蝗厂碍疚健尽滞缠售射角罩拱老抹托伶赐舆洪辐漓一般载体的统计分布一般载体的统计分布 (3) 当温度升高到使EF降到ED之下，且满足ED-EFk0T的条件时，施主杂质全部电离，所以 n0