
锗中掺锑,锑是五族元素,在锗中是施主杂质,锗的禁带宽度小于硅,由此断定室温下杂质全电离,因此电子浓度就是锑的掺杂浓度。由质量作用定理ni^2=p*n,电子浓度已经知道,就能算出空穴浓度。电导率的公式σ=n*μn*q+p*μp*q,计算电导率,求倒数就是电阻率。
少子的平均漂移速度就是指在电场作用下载流子单位时间移动的距离,这里漂移速度V=1cm/10^(-4)s=10^4cm/s,迁移率μ=V/E,然后根据爱因斯坦关系,扩散系数D=μkT/q,即可求出扩散系数。
其实半导体物理的计算多为套公式,只要熟悉每个名词背后的概念,将各个概念的关系能够联系起来做计算题就没什么问题了。
从能量的角度:费米能级是化学势,定义为系统增加一个电子引起自由能的变化。热平衡时由于吉布斯函数取极值,那多元系的化学势必须相同,也就是说费米能级相同。从电子填充的角度:由于电子能级填充满足费米狄拉克分布,那么大于0K情况下填充概率为0.5时的能量就是费米能级。这是半导体中常用考虑的角度。
接触时由于电子能量的差异,电子会从费米能级高的地方流向费米能级低的地方。那么,费米能级低的地方由于负电势-V的存在,整体能量上升U=(-e)(-V)=eV,直到费米能级平齐,此时接触电势差V等于功函数之差。
当接触时费米能级对齐,半导体的结区能带弯曲。能带弯曲同样可以有两种理解方式:
从能量的角度:
从电子填充的角度:假设电子从半导体跑向金属表面,半导体表面电荷减少导致费米能级会更接近于价带。也就是说导带和价带会往上弯曲。
从能量的角度:正电荷分布于半导体表面,建立一个从半导体体内到界面的电场,因此表面电势相对于体内更低,能带向上弯曲。
这个可以用作图法
用这个公式
在excel里做个图
with respect to the valence band energy level的意思是,根据价带和导带的能级写出费米能级
因为你计算得到的都是费米能级和导带或者禁带的差值,必须用实际的导带或者禁带的值减去或者加上这个差值才是实际的值
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