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半导体物理基础
1.2载流子的统计分布
导带电子浓度
其中
称为导带有效状态密度
价带空穴密度
其中
称为价带有效状态密度
导带电子浓度和价带空穴浓度之积
式中 为禁带宽度。 与温度有关，可以把它
写成经验关系式
于是 ，其中 为常数
本征半导体 n＝p
于是
，称为质量作用定律。利用 和 ，也可以
把电子和空穴浓度写成下面的形式
只有一种杂质的半导体
N型半导体在杂质饱和电离的温度范围内，导
带电子浓度就等于施主浓度
或
p升高，费米能级逐渐远离导带底。
P型半导体
在杂质饱和电离的温度范围内，
导带电子浓度为
费米能级
杂质补偿半导体
在 的半导体中，
相应的费米能级为
和
在 的半导体
相应的费米能级为
半导体中的基本控制方程
连续性方程
利用电流密度表达式，（1-211）式和（1-212）式可以分别
写成
在一维情况下，
（1-211）
（1-212）
（1-213）
（1-214）
（1-218）
（1-219）
泊松方程
在饱合电离的情况下
设空间电荷所形成的电势分布为 ，则 与 之间满足泊松
方程
式中 =相对介电常数
=自由空间电容率，其数值为
方程（1-213）式、（1-214）式或（1-218）式、（1-219）
式与（1-221）式构成半导体中的基本控制方程。当给定边界
条件时，这些方程将给出确定的电荷分布、电流分布和电场
分布。
（1-220）
（1-221）

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