第三章半导体中载流子的统计分布课件.ppt

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1、dEdZEg)( k空间空间*222)(nCmkhEkEdEEEhmVdkkVdZCn21323*2)()2(4)4(221323*)()2(4)(CnCEEhmVdEdZEg21323*)()2(4)(EEhmVdEdZEgVpV（2）（3）（4）（5）)(2)(2332212ltCmkmkkhEkE21323*)()2(4)(CnCEEhmVdEdZEg31232*)(tldnnmmsmm（6）（7）（8）312*)(tlnmmm 322323*)()(hplpdppmmmm（9）TkEEnFeEf011)(ECEiEVEFTkEEFFeEf011)(TkEEFe0TkEEBFeEf0)(

2、10TkEEFeTkEEpBTkEEnFpFFFeEfeEfEf00)(11)(1)(空穴的波耳兹曼分布函数空穴的波耳兹曼分布函数空穴的费米分布函数空穴的费米分布函数TkEEVCTkEEVTkEECVCVFFCeNNpneNpeNn0000000重点：重点：VdEEgEfpVdEEgEfnVBEEcBEEVVCC)()(1 )()(1100TkEEBFeEf0)( 前面已经得到：前面已经得到：21323*)()2(4)(CnCEEhmVdEdZEg 波尔兹曼分布函数波尔兹曼分布函数 导带底状态密度：导带底状态密度： 导带底有效状态密度导带底有效状态密度3230*3230*)2(2)2(2hTk

3、mNhTkmNpVnCTkEEVTkEECVFFCeNpeNn00002/3TNC 价带顶有效状态密度价带顶有效状态密度（3）（4）则，则，可以见到：可以见到： 和和且，且，2/3TNVTkEVCTkEEVCgVCeNNeNNpn0000（5）TkEEVTkEECVFFCeNpeNn0000（2）（3）（1）TkEEVTkEECVFFCeNeN00)ln(2)ln(2)(2100CViVCVCFNNTkENCNTkEEETkEVCigeNNpnn0200（4）200inpn（5）1 1、温度一定时，、温度一定时，E Eg g大的材料，大的材料，n ni i小。小。2 2、对同种材料，、对同种材

4、料，n ni i随温度随温度T T按指数关系上升。按指数关系上升。200inpnTkEEVTkEECVFFCeNpeNn0000TkEEDFDeEf02111)(TkEEAAFeEf02111)(（2）（1）（4）（3）（5）（6）（7）TkEEVTkEECVFFCeNpeNn0000TkEEDTkEEVTkEECFDVFFCeNeNeN00021（8）N型型Si中电子浓度与温度中电子浓度与温度T的关系的关系过渡区过渡区本征激发区本征激发区杂质离化区杂质离化区 低温弱电离区低温弱电离区 中间电离区中间电离区 强电离区强电离区TkEEDTkEECFDFCeNeN0021ECEV10TkEEFDe

5、)2ln(222000CDDCFTkEEDTkEECNNTkEEEeNeNFDFC020221002)(nnpeNNniTkECDDTkEECFCeNn00020nnpiTkEECFCeNn00)ln(0CDCFNNTkEE（16）DiiDnnnnpNn20200（17）（18）强电离与弱电离的区分TkEEDDFDeNn021DDNn%901DDDDNnNn（19）（20）)411 ()2(24)411 (22422222022220DiDiiDDDiDiDDNnNnnNNpNnNnNNn（21）（22）TkEECFCeNn00)24ln(220iiDDiFnnNNTkEE1422DiNn（2

6、3）.4211)41 (222122DiDiNnNnDiDDiDNnNnpNnNn200220（24）（25）iiDDiiDiDiDnnNNnpnnNnNnNn2241200220（26）（27）（1）TkEEVTkEECVFFCeNpeNn0000TkEEVTkEECVFFCeNeN00（2）（3）)ln(2)ln(2)(2100CViCVVCFNNTkENNTkEEE（4）绝缘体绝缘体半导体半导体导体导体价带价带价带价带价带价带导带导带导带导带半满带半满带禁带禁带禁带禁带禁带禁带npmmqqqnp)(Efp)exp(1/1)(1)(kTEEEfEfFnp)exp()(0TkEEEfFBn)

7、exp()(0TkEAEfBn)exp()(0TkEEEfFBpTFNFE)(32/30*0032/30*00)2(2),exp()2(2),exp(hTkmNTkEENphTkmNTkEENnpvFvvncFccTkENNngvci02exp*0ln432npvcimmTkEEE)exp()exp(0000TkEENpTkEENnFvvFccTkEENpTkEENnTkEENpTkEENnFAAAFDDDAFAAFDDD0000exp21exp21exp211exp211ADpnnp00)2exp()(ln22)exp()exp(02/10000000TkENNpnnNNTkEEEETkEE

8、NTkEENpngvcicvvcFiFvvFcc)exp(21)exp()exp(000000TkEENTkEENTkEENnpnFDDFvvFcc)exp(21)exp(00TkEENTkEENFDDFcc020220220210000,2424lnexp811241exp81lnnnpnNNnnnNNTkEETkENNNnnTkENNTkEEiiDDiiDDiFDcDDDDcDDFcvvcFiiDDiFcDcFDcDDFcDDcFNNTkEEEnnNNTkEENNTkEETkENNTkEENNTkEEEln2224lnln41exp81ln2ln2)(21022002/1000iiiDDiDDcDDDDcnpnnnpnNNnnnpNnTkENNNnTkENNn00020220020021000210,24,exp81122exp2