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1、第6章 半导体中的非平 衡过剩载流子 1第6章半导体中的非平衡过剩载流子n61载流子的产生与复合n62过剩载流子的性质n63双极输运n64准费米能级n*65过剩载流子的寿命n*66表面效应2n平衡状态下产生率等于复合率产生是电子和空穴的生成过程复合是电子和空穴的消失过程6.1载流子的产生与复合 平衡半导体36.1载流子的产生与复合 平衡半导体 平衡态半导体的标志就是具有统一的费米能级EF，此时的平衡载流子浓度n0和p0唯一由EF决定。平衡态非简并半导体的n0和p0乘积为 称n0p0=ni2为非简并半导体平衡态判据式。46.1载流子的产生与复合 过剩载流子 半导体的平衡态条件并不总能成立，如果某
2、些外界因素作用于平衡态半导体上，如图所示的一定温度下用光子能量hEg的光照射n型半导体，这时平衡态条件被破坏，样品就处于偏离平衡态的状态，称作非平衡态。1、非平衡态5 光照前半导体中电子和空穴浓度分别是n0和p0，并且n0p0。光照后的非平衡态半导体中电子浓度n=n0+n，空穴浓度p=p0+p，并且n=p。比平衡态多出来的这部分载流子n和p就称为过剩载流子。n型半导体中称n为过剩电子，p为过剩空穴6.1载流子的产生与复合 过剩载流子2、非平衡载流子的产生：6一般来说：n型半导体中：n n0，p n0。p型半导体中：n p0，p 0，g=0.若假设过剩载流子浓度远小于热平衡电子浓度，即小注入状态
3、，试计算t=0时过剩载流子浓度的时间函数。236.3双极输运双极输运方程的应用n例6.3246.3双极输运双极输运方程的应用n例6.4256.3双极输运双极输运方程的应用266.3双极输运介质弛豫时间常数n介质弛豫时间常数介质弛豫时间常数Si：Nd=1016cm-3时，d=0.539ps276.3双极输运 测定试验n海恩斯肖克莱实验286.3双极输运 测定试验测迁移率和扩散系数t1t2296.4准费米能级n平衡时306.4准费米能级n非平衡时316.6表面效应n表面态无限的表面复合速度，会导致表面的过剩载流子浓度和寿命为零。32小结n非平衡状态。n非平衡过剩载流子的复合和产生、载流子的寿命。n小注入。n准费米能级。n小注入条件下的双极输运方程n海恩斯肖克莱实验n表面效应33END 34