固体与半导体物理半导体的导电性(编辑修改稿)

固体与半导体物理半导体的导电性(编辑修改稿)内容摘要：

in p n2inp n不存在统一的费米能级 平衡 平衡 不平衡 导带和价带的局部费米能级 nFE －导带电子的准费米能级 pFE －价带空穴的准费米能级 npFFEE)e xp( TK EENnBnFcc  0 e x p ( )nFFBEEnKT e x p ( )nFiiBEEnKT 价带空穴浓度 )e xp( TK EENpBvpFv  0 e x p ( )pFFBEEpKT e x p ( )piFiBEEnKTn型： 0nn 0nn 0pp pp: nFFB E E 多数载流子的准费米能级偏离平衡费米能级不多 少数载流子的准费米能级偏离平衡费米能级显著 : nFFA E E比 更 靠 近 pFFEE比 更 靠 近导 带 价 带pFFEEC: n型 (平衡状态） n型 (非平衡状态） p型 (平衡状态） p型 (非平衡状态） ()2 pnF FBEE kTin p n e200 in p n平衡 非平衡 2inp n若撤除外界作用 nFFEE pFFEE npFFEE0nn 0pp非平衡态  平衡态 非平衡载流子的复合 一 .载流子复合的微观过程 电子从导带直接跃迁到价带的空状态 B:间接复合（表面） 通过复合中心的复合 A:间接复合（体内） 二 .复合过程中的能量交换 电子以发射光子的形式与电磁波交换能量 电子以发射声子的形式与晶格振动交换能量 三 .直接复合 复合率为 R 产生率为 G 热平衡 00RG0 0 0R rn p 2irn 0Gr  复 合 几 率 与温度有关 非平衡时 净复合率（非子的复合率） u R G 0rnp G 2irnp rn（ 1） r在平衡时和非平衡时一样 （ 2） 0GG0 0 0( ) )G s n p 导价（ G sn p 导价由于外界作用，价带空穴浓度增加（电子浓度减少） 导带电子浓度增加（空穴浓度减少） 0()n n n  价 价 0 )p p p  导 导（2 3 300( ) ) 10n p c m 导价 （ 10 310n p c m    0()nn价 价 0 )pp导 导（2()iu r np n 200[ ( ) ( ) ]ir n n p p n     00()r n p p p    ()np  pu001()r n p p    A:小注入 00p n p  001()r n p  n型 00np01rnP型 00pn01rp当 T和掺杂浓度一定时，  为常数 B:大注入 00p n p   1rp   不是常数 对于间接带隙半导体，直接复合理论得出 与实测的 有很大差异 计算值： : 0 .3Ge s  : 3 .5S i s 4: 10Ge s  2: 10Si s 实测值： a:对于间接带隙半导体，直接复合理论不是决定载流子 复合寿命的主要因素 b:半导体中的杂质、缺陷起着促进复合的作用 四：间接复合 甲：俘获电子 乙：发射电子 丙：俘获空穴 丁：发射空穴 甲：电子的俘获率 乙：电子的产生率 ()n t tr n N n nr  电 子 的 俘 获 系 数tsns   电 子 的 发 射 系 数1ntrnn1ns r n  电子的产生率＝俘获率 平衡时 0n 不 变( ) /1 C t BE E k TCn N e  ( ) /0 C F BE E k TCn N e  1 tFn E E是 时 导 带 电 子 浓 度丙：空穴的俘获率 丁：空穴的产生率 ()tts N nptr pn1 ()p t tr p N n1ps r p  ( ) /1 t V BE。