高二物理競賽雜質(zhì)半導體的載流子濃度課件_第1頁
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討論:雜質(zhì)能級與費米能級的相對位置明顯反映了電子和空穴占據(jù)雜質(zhì)能級的情況。當說明了什么?當重合時,,即施主雜質(zhì)有1/3電離,還有2/3沒有電離。同理,當EF遠在EA之上時,受主雜質(zhì)幾乎全部電離;當EF遠在EA之下時,受主雜質(zhì)基本上沒有電離;當EF等于EA時,受主雜質(zhì)有1/5電離,4/5沒有電離。(思考題)1、雜質(zhì)半導體的載流子濃度n型半導體的載流子濃度(只含一種施主雜質(zhì)的n型半導體)電中性條件:

求出EF(關(guān)鍵所在)方法:利用電中性條件→確定該狀態(tài)的費米能級→T、EF確定后,計算幾種典型情形考慮存在單一雜質(zhì)能級的情形電中性條件:溫度和摻雜濃度既決定了雜質(zhì)能級的電離程度,又決定了載流子的來源是本征激發(fā)還是雜質(zhì)能級激發(fā)。費米能級隨之變化。弱電離情形中等電離情形強電離情形過渡區(qū)高溫本征激發(fā)區(qū)以N型摻雜為例,P型同理(1)低溫弱電離區(qū)(遠比ND為?。┡c溫度、雜質(zhì)濃度、雜質(zhì)種類有關(guān)大部分施主雜質(zhì)能級仍為電子所占據(jù),少量施主電離(弱電離)價帶中只靠本征激發(fā)躍遷至導電的電子數(shù)很少取對數(shù)簡化導帶中的電子全部由電離施主雜質(zhì)提供討論

低溫弱電離區(qū)EF與T關(guān)系可以了解變化情況T→0k時,Nc→0,dEF/dT→+,上升快T↑,Nc↑dEF/dT↓T↑↑T↑↑↑,dEF/dT<0,開始下降

雜質(zhì)含量越高,EF達到極值的溫度也越高①②為直線,直線斜率為

可通過實驗測定n0~T關(guān)系,確定雜質(zhì)電離能,從而得到雜質(zhì)能級的位置。與溫度的關(guān)系是什么?。。∪?shù)簡化(2)中間電離區(qū)T↑2Nc>NDEF下降至以下當溫度升高到EF=ED時,

施主雜質(zhì)有1/3電離

當溫度升高至大部分雜質(zhì)都電離時稱為強電離。(3)強電離區(qū)此時,電中性條件:強電離區(qū)飽和區(qū):載流子濃度與溫度無關(guān),特點:1.雜質(zhì)全部電離2.本征激發(fā)不可忽略電中性條件:同時存在本征激發(fā)和雜質(zhì)電離的情形要會分析(費米能級,載流子濃度)(4)過渡區(qū)n和p的變換本征半導體時,

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