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半导体物理第五章非平衡载流子.ppt

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第五章非平衡载流子
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在外界因素的作用下,能带中的载流子数目发生明显的改变,即产生非平衡载流子。
晶体管放大
半导体发光
光电导
本章内容:
非平衡载流子的注入,非平衡载流子的复合与寿命,陷阱效应,非平衡载流子的扩散等。
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1、半导体的热平衡状态与非平衡状态
载流子产生率:单位时间单位体积半导体内产生电子-空穴对数目。
载流子复合率:单位时间单位体积内复合的电子-空穴对数目。
热平衡:产生率=复合率
平衡载流子浓度:
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通常对于半导体内产生的非平衡载流子满足:
如果非平衡载流子的浓度远小于平衡多数载流子的浓度,称小注入。
如n0=×1015,P0=×104,Δn=1010
即使在小注入的情况下,非平衡少数载流子比平衡少数载流子的浓度大很多,非平衡多数载流子可以忽略。
在非平衡状态下,载流子浓度不满足np=ni2
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2、非平衡载流子的注入和检验
外界因素的作用使半导体产生非平衡载流子,称非平衡载流子的注入。
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2、寿命测量的实验方法
实验测量非平衡载流子的寿命通常称为半导体材料的寿命
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准费米能级
分别引入导带和价带费米能级-准费米能级
8
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(1)非平衡载流子浓度越高,准费米能级偏离越远;
(2)一般在非平衡态时,往往总是少数载流子准费米能级的偏离大于多数载流子能级的偏离;
(3)np与n0p0的偏离反映半导体偏离热平衡的程度
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