一般情况下载流子统计分布.ppt
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1、 一般情况下的载流子分布一般情况下的载流子分布半导体物理半导体物理张呈玉张呈玉 2220102451平衡时电子和空穴的浓度为平衡时电子和空穴的浓度为:都是由费米能级都是由费米能级EF和温度和温度T表示出来的,表示出来的,通常把温度通常把温度T作为已知数,因此这两个方程作为已知数,因此这两个方程式中还含有式中还含有 n0,p0,EF三个未知数。三个未知数。半导体中的空间电荷密度是半导体中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、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电离施
2、主、电离受主等四种电荷计算出来。来。若单位体积中有若单位体积中有 n个导带电子,每个个导带电子,每个电子具有电荷电子具有电荷-q,故单位体积中导带电,故单位体积中导带电子贡献的电荷是子贡献的电荷是-nq;类似地,每单位体类似地,每单位体积中有积中有 p个空穴,每个空穴有电荷个空穴,每个空穴有电荷+q,因此空穴贡献的电荷是因此空穴贡献的电荷是+pq;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)在热平衡状态时上式为
3、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,而且杂质均匀分若半导体是电中性的,而且杂质均匀分布布,则空间电荷必须处处为零。在热平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衡状态时即为电荷密度为零 所以所以当半导体中存在着若干种施主杂质和若当半导体中存在着若干种施主杂质和若干种受主杂质时,电中性条件显然是干种受主杂质时,电中性条件显然是:所以因为把n0、p0、nD、pA的表达式代入上式,可以得到:对一定的半导体,上式中参数对一定的半导体,上式中参数 NA,ND,Ec,Ev,EA,ED是已知是已知的。在一定温度下,的。在一定温度下,Nc Nv也
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