半导体物理1-5章公式总结.doc
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半导体物理1-5章公式总结.doc
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电子有效质量:
能带极值附近电子速度:
浅能级杂质电离能的简单计算:
硅、锗的相对介电常数分别为16和12;锗,硅
导带底的状态密度:
硅,锗
价带顶的状态密度:
硅,锗
费米分布函数(对于能量为的一个量子态被电子占据的概率):
玻耳兹曼分布函数(适用范围,):
导带中的电子浓度:
价带中的空穴浓度:
本征半导体, 费米能级:
载流子浓度:
“单”杂质半导体,
电子(空穴)占据施主(受主)能级的概率:
施主(受主)能级上电子(空穴)浓度:
电离施主(受主)浓度:
n型 p型
电中性方程:
弱电离区
强电离区
, ,
过渡区
在有杂质补偿情况下,
n型 p型
极低温情况下
低温下,与“单”杂质半导体低温下弱电离相同
强电离,以
当(或)与相近时,(或)
载流子的漂移运动
,, 迁移率:
电导率:
, 半导体电导率:
半导体的主要散射机构:
1.电离杂质散射 (散射概率)
2.晶格震动散射 (声学波散射)
(光学波散射)
平均自由时间:
电子、空穴迁移率:
,
存在多种散射机构时:
,
随非平衡载流子注入产生的附加电导率:
单位时间单位体积内净复合消失的电子—空穴对数称为非平衡载流子的复合率。
准费米能级:
非平衡载流子越多,准费米能级偏离就越远。
直接复合:
,其中表示电子—空穴复合概率
分情况有:
当时,当
间接复合:
复合中心浓度,复合中心能级上电子浓度
电子俘获系数,电子激发概率,空穴俘获系数,空穴激发概率
①电子俘获率,②电子产生率,
③空穴俘获率,④空穴产生率,
有①+④=②+③,得
,在小注入情况下,寿命只取决于,,,;且主要分别由,,和决定。
(详见P137-P138)
陷阱效应:
杂质能级(施主、受主、复合中心或任何其它杂质能级)的积累非平衡载流子的作用。
(详见5.5)
载流子的扩散运动,稳态方程及其解:
,,
载流子的漂移扩散:
,,,
爱因斯坦方程:
,
连续性方程式:
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