半导体——载流子统计分布

半导体之载流子统计分布知识梳理，包括状态密度g（E）=dZ/dE、费米能级函数f（E）、玻尔兹曼函数f B（E）等等。

三 载流子统计分布

• 状态密度g（E）=dZ/dE
  • dE
  • 量子态密度2V/8pai^3
    • k空间体积8pai^3/V立方体中有一个代表点
    • 自旋方向相反的两个量子态
  • dV
  • 量子态数dZ
• 费米能级函数f（E）
  • 能量为E的一个量子态被一个电子占据的概率
    • 空穴的费米能级函数1-f（E）
  • 服从泡利不相容原理
  • 特征
• 玻尔兹曼函数f B（E）
  • 泡利原理失去作用
  • 电子的……
  • 空穴的……
• 电子浓度n0
• 空穴浓度
  • • 载流子浓度乘积
      • 1 与费米能级无关
      • 2 取决于温度和禁带宽度Eg
      • 3确定费米能级Ef，一定温度T，可计算 n0，p 0
• 有效状态密度Nc\Nv
• 简并半导体
  • 载流子浓度
  • 简并化条件
• 一般情况载流子分布
  • 同时含有施主受主杂质的电中性条件
• h=6.625*10^-34
• k0=1.38*10^-23
• 室温T=300K（27摄氏度)
• 杂质半导体
  • 电子占据施主能级概率fD（E）
  • 空穴占据受主能级概率f A（E）
  • n型半导体载流子浓度
    • • 1 低温弱电离区
      • 中间电离区
      • 强电离区
      • 过渡区
      • 高温本征激发区
      • 看图
• 本征半导体
  • n0=p0电中性条件
  • 费米能级
  • 载流子浓度
    • 在一定温度下，任何非简并半导体的热平衡载流子浓度乘积n0p0等于该温度本征载流子浓度ni的平方