载流子参考资料-推算公式

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热心网友时间：2024-12-04 19:15

在讨论载流子的热激发时，我们首先关注的是本征半导体中电子与空穴的平衡。在热平衡状态下，电子数目等同于空穴数目，进而热平衡载流子浓度可借助以下公式计算：

热平衡载流子浓度 = m0 * ni / (mp* * k * T)

其中，m0表示电子质量，kg；mn*代表电子有效质量，kg；mp*为空穴有效质量，kg；k为玻耳兹曼常数，J/K；Eg为禁带宽度，eV；ni为本征载流子浓度，cm-3；T为绝对温度，K。

对于杂质半导体，我们区分N型与P型半导体。N型半导体中的电子和P型半导体中的空穴被归类为多数载流子（简称多子），而N型半导体中的空穴和P型半导体中的电子则被归类为少数载流子（简称少子）。在强电离作用下，N型半导体中的多子浓度nn与少子浓度pn，以及P型半导体中的多子浓度pp与少子浓度np，可依据以下公式计算：

多子浓度 = ND / (1 + (ND / NA) * (e^(Eg / (k * T)) - 1))

少子浓度 = NA / (1 + (ND / NA) * (e^(Eg / (k * T)) - 1))

式中，ND为施主杂质浓度，cm-3；NA为受主杂质浓度，cm-3。

当半导体受到外部影响，如光照或电场作用，破坏热平衡状态，导致半导体处于非热平衡状态，则称为非平衡状态。在此状态下，半导体中的载流子数量超出热平衡时的数量，这部分超出的载流子称为非平衡载流子。对于N型半导体而言，非平衡电子被称为非平衡多数载流子，非平衡空穴被称为非平衡少数载流子。而在P型半导体中，这一称呼则相反。在半导体器件中，非平衡少数载流子通常扮演着关键角色。

扩展资料

释词：电流载体，称载流子。在物理学中，载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴引）被视为载流子。金属中为电子，半导体中有两种载流子即电子和空穴。在电场作用下能作定向运动的带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴，导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，放电气体中的离子等。