半导体物理与器件公式以及全参数

2026/4/28 13:15:45

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电中性状态:补偿半导体的定义,相当于同时给半导体中加入施主和受主杂质,此时计算n0,p0就需要采用响应的公式计算。随着施主杂质的加入,响应的电子的有效能量状态需要重新分布,导致抵消了一部分空穴。

费米能级的位置:随着施主浓度的增加,费米能级的位置会向导带底或者是价带顶部移动,完全补偿半导体的费米能级就是本征半导体的费米能级,因为ni是温度的函数所以费米能级也是温度的函数,高温情况下半导体的非本征特性开始消失,在低温情况下,其完全处于束缚态。

载流子的产生和复合:热平衡状态下,经载流子的浓度保持不变,相当于是载流子的产生和复合的速率相等。

过剩载流子的复合速率是相等的,对于p型半导体

Rn

=

′Rp

=

?n(t)τ

n0

其中?n(t)=?n(0)e

(?

tn0

τ

)

对于n型半导体

′Rn

′Rp

==

?n(t)τ

p0

其中?n(t)=?n(0)e

(?

tp0

τ

)

过剩载流子的性质:过剩载流子的时间和空间状态

?p?Ep?p

DP2?μ(E+p)+gp?= p?x?x?t?xτ

pt

?2p

?n?Ep?n

Dn2?μ(E+n)+gn?=

n?x?x?t?xτ

nt

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?2n

实用标准文案

因为p=p0+?p,又因为p0为常数,所以上面表达式可以化简为

DP

?2?p?x2?2?n?x2??p?Ep??p

?μ(E+p)+gp?= p?x?x?tτ

pt

Dn

??n?Ep??n?μ(E+n)+gn?=

n?x?x?tτ

nt

双极运输:外加电场的半导体的某个位置产生过剩载流子,那么过剩载流子就可以再起内部产生一个新的内建电场,阻碍过剩载流子的扩散,求出双极运输方程为

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