什么是半导体的状态密度?

什么是半导体的状态密度?,第1张

状态密度g(E)就是在能量为E的能带附近单位能量间隔内的量子态数。通俗的讲就是能容纳电子或空穴的个数。量子态密度乘以费米分布函数(量子态被电荷占据的概率)再从导带底到无穷大积分便可求的导带电子浓度。

1. n型半导体是因为载流子是negative的, 不能简单的说掺入了施主杂质, 因为有些情况下存在本征缺陷也会形成n型半导体. 陷阱可以看作能级, 但是不一定比施主能级低. 比如电子陷阱, 那么比施主能级高的就不被离化的施主填充, 如果比施主能级低的就首先被施主能级填充, 而在其未填满之前不会使得离化的电子首先成为导带的自由电子. 陷阱能级往往是材料本身的缺陷引起的, 因为杂质引起的通常成为施主或受主能级, 虽然有些深能级往往也会俘获载流子.

2. 你的思考是对的, 不是完全的被电子占据, 但是正是因为载流子服从e指数的分布, 可以认为在远大于费米能级kT个单位的范围外, 能级全部填充或者空余. 总之, 费米能级是电子填充能级的平均水平.

3. 陷阱不要状态密度表示, 一般用cm^-2eV^-1来表示, 称为陷阱态密度.

迁移率是指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度,运动得越快,迁移率越大;运动得慢,迁移率小。同一种半导体材料中,载流子类型不同,迁移率不同,一般是电子的迁移率高于空穴。

载流子浓度一起决定半导体材料的电导率(电阻率的倒数)的大小。迁移率越大,电阻率越小,通过相同电流时,功耗越小,电流承载能力越大。

载流子在其热运动的过程中,不断地与晶格、杂质、缺陷等发生碰撞,无规则的改变其运动方向,即发生了散射。

此外,多晶硅的缺陷密度决定载流子发生散射的程度。

载流子散射实际上就是载流子的动量发生改变(大小或者方向)的一种现象。在简单情

况下,在自由加速运动过程中所获得的动量,经过一次散射以后就完全丧失了;若相继两次

散射之间的自由运动平均时间为t,则散射一次以后、有效质量为m*的载流子从电场E 所

获得的动量为qEt=m*vd,从而迁移率与平均自由时间和有效质量的关系为

m = vd/E = qt/m*


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