2022-2023学年高二物理竞赛课件:杂质半导体的载流子浓度(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:杂质半导体的载流子浓度(共13张PPT)

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(共13张PPT)
杂质半导体的载流子浓度
2023/3/10
2
杂质半导体的载流子浓度
讨论
更接近强电离区
更接近本征区
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
高温本征激发区
在此温度下,和本征半导体的情况类似
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
小结(对于n型半导体)——EF随T的变化
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
小结——电子浓度n0随T的变化
2023/3/10
6
杂质半导体的载流子浓度
小结——EF随ND的变化
以室温为例,此时杂质几乎全部电离
EF——反映半导体的导电类型和掺杂水平
ND高
强n型
NA低
弱p型
NA高
强p型
ND低
弱n型
本征
高度补偿
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
少数载流子浓度
多数载流子 少数载流子
n型半导体 电子 空穴
p型半导体 空穴 电子
2023/3/10
8
杂质半导体的载流子浓度
与杂质浓度的关系
与温度的关系
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
基本要求
能够写出只掺杂一种杂质的半导体的电中性方程
能够熟练计算室温下的载流子浓度和费米能级
在掺杂浓度一定的情况下,能够解释费米能级、多子浓度随温度的变化关系
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
例题1
室温下,已知硅的p0=0.5×1010 cm-3,其Eg=1.12eV,Nc=Nv=1019cm-3,求:
(1)电子浓度n0;
(2) EF的位置;
(3) 该半导体的类型。
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
例题2
若两块Si样品中的电子浓度分别为2.25×1010cm-3和6.8×1016cm-3,试分别求出其中的空穴的浓度和费米能级的相对位置,并判断样品的导电类型。(假定为室温)
2023/3/10
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杂质半导体的载流子浓度
例题3
证明n型半导体的EF大于本征半导体的Ei。
2023/3/10
13
杂质半导体的载流子浓度
例题4
如果半导体只含有浓度为ND的施主,当温度升高到
求证,费米能量EF具有最大值

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