光电子技术总结

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1、1.3-512.1•费米分布函数表达式—物理意义：电子达到热平衡时，能量为E的能级被电子占据的几率。1)•费米能级Ef：反映电了的填充水平，是电了统计规律的一个基本概念。2).Ei表示本征情况下的费米EF能级，基本上相当于禁带的中线(略微偏离中线)。-数学意义：1)当T=0时•若E»Ef,则AE)=0即高于费米能级几个RT的量子态几乎全为空量子态•若E«Ef,贝lj/(E)~1即能量低于费米能级几个kT的量子态几乎全被电子占据；不同温度下费米分布函数与能量的关系•Ef为电子占据和未占据状态的分界线2)当T>0

2、时E=EF,f(E)=1/2E>EF,f(E)v%E

3、态，单位体积内量子在能量上的分布用函数g(£)来表示，称为态密度函数。E1)单位体积内能量在的量子态的数量可表示誕Je。gLg(E)f(EME2)单位体积内能量在Eo•日的电子的数量可表示为3)一般的半导体材料的能带态密度函数都可以表为:导带态密度gc(E)=Cc(B-CEc价带态密度1乳（E）=C2—Ev空结论：导带底和价带顶附近，单位能量间隔内的量子态数H,随电子的能量增加按抛物线关系增大，即能量越大，状态密度越大。第二部分：导带和价带中的载流子浓度跟费米能级的关系:导带中E到E+dE内电子总数：价带屮

4、E到E+dE内空穴总数:Cy^Ey一E）】/%佢一习）WNE1/26整个导带中的电了数:TVcg—ec厂3如VC2>w：三2兀2脅Nc（E）=¥q（切腐2Nv®=W~CvgTf23_（加；2v_2兀彳1/2第三部分：由于本征半导体中准自由电子的浓度等于空穴的浓度所以，由n=pnNceg如叹=%严吗/"两边取自然对数n本征费米能级：准E屈1.3-8把相關得和磺.7np=NcN0Ec刑"=n2n本征载流子浓度:np他・必叫三2时"1.3_9把fJWl【曲・9丄勲武1.3-7,通过化简可得：fn=nie(E^Ei/

5、咲1.3-101.3-11(1)当材料一定时,n。、Po随Ef和T而变化；(2)当温度T一定时，n0Xp0仅仅与本征材料相关。第四部分:本征半导体中的载流子浓度跟费米能级的关系及费米能级的位置:11占Ei表示本征半导体的费米能级.E.代恰好位于禁带中央E；E.本征半导体第五部分：掺杂半导体中载流子浓度跟费米能级的关系及费米能级的位置:掺施主浓度为ND的N型半导体的费米能级:£尸—&二2・3灯理(叽/比or/rTlnCN^/np>0=>EF>Ex1.3-12同理掺受主浓度为na的N型半导体的费米能级:1.3£；

6、-仰二2.3灯览(叽0/片r/cTlnCN./np〉0=价<&13•本征半导体，N型半导体和P型半导体中费米能级的位置?本征半导体：EF==—EN型半导体：ef—E.=2・3k:Tlg(Z/Qriip型半导体:E,—耳=2・3刁lgg/Qrii请画出本征半导体,N型半导体和P型半导体中的费米能级的位置（期末考试题）（平衡状态下）重揍杂H型轻揍杂磴本征14.半导体中载流子的迁移率？影响迁移率的因素有哪些？迁移率是用来描述半导体中载流子在单位电场下运动快慢的物理量，是描述载流子输运现象的一个重要参数，也是半导体理

7、论屮的一个非常重要的基木概念。迁移率定义为：一单位：cm2/(V•s)电子迁移率:142—1空穴迁移率：1.4.2—2迁移率的导出公式：电子:1.4.2-2空穴:1.4.2—zmn影响迁移率的因素：散射机制f平均自由时间f迁移率最重要的两种散射机制：晶格散射：Tt,晶格振动散射t,ul杂质散射：Tt,电离杂质散射・uf掺杂很轻：忽略电离杂质散射Tt,晶格振动散射f,ul高掺杂情况：低温：电离杂质散射为主，忽略晶格散射Tf,电离杂质散射I,ut高温：晶格振动散射为主，忽略电离杂质散射Tf,晶格振动散射t,ul1

8、5•扩散系数.漂移速度、欧姆定律的微分形式.电导率及平均自由时间跟迁移率的关系以及爱因斯坦关系？漂移速度（迁移速率）=—“zEV=V扌丸运动E很小叫=述严恒定）Em‘_个、V=V热运动（恒定）+V飘移IE很大时2nrImJ欧姆定律的微分形式：E3=—=bE1.4.1-1电导率和迁移率的关系:有电场:j=oE・/dQJ=y=$dtSdQ=nVq=nS/q=nqSvdt”掺：j=nq//nE1.4.3-