固体物理--半导体晶体 8.3 本征载流子浓度.ppt

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1,在半导体物理中，化学势m称为费米能级。

在感兴趣的温度范围内，对半导体的导带可以假定e-mkBT，于是,当fe1时，上式近似于传导电子轨道被占据的概率,导带中电子的能量,带边能量,电子的有效质量,2,统计计算时的能量标度图,温度kBTEg,3,能量为e处的态密度（单位体积）,导带中电子的浓度为,4,空穴分布函数与电子分布函数间的关系,因为一个空穴就是一个电子的缺失。

如果m-ekBT,如果价带顶附近的空穴的行为如同有效质量为mh的粒子，则空穴的态密度为,价带边的能量,5,价带中空穴的浓度为,平衡关系式,上述推导过程没有假定材料是本征的，该结果对存在杂质的情况同样成立。

唯一假设是费米能级离两个带边的距离同kBT相比是大的,不依赖于费米能级,6,因为给定温度下电子和空穴的浓度之乘积是一不依赖于杂质浓度的常数，因此引入少量适当的杂质而使n增大，那么必定会使p较小,该结果在实践中很重要：

通过有控制地引入适当的杂质，可以减少非纯晶体内的总载流子浓度n+p。

7,在本征半导体中，电子的数目等于空穴的数目。

令下表i表示本征，则,上两式相等，并让费米能级从价带顶开始量度（Ev=0），则,费米能级位于带隙中央,指数依赖于,8,8.3.1本征迁移率,迁移率是单位电场强度引起的带电载流子漂移速度的大小,电子和空穴的迁移率都定义为正的，记为me和mh,注意和化学势的区别,电导率是电子和空穴的贡献之和,由电荷q的漂移速度v=qtE/m，得,迁移率以适当幂次律随温度变化,